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2024-04-29 11:10:57

CN空位抑制普鲁士蓝类似物中的铁浸出助力OER

普鲁士蓝类似物(PBA)是一类钙钛矿型材料AxM [Fe(CN)6] y·mH2O(0≤x≤2, y <1),其中A是碱金属,M是过渡金属。在这些材料中,氮配位的M位和碳配位的Fe位点通过CN基团桥接,形成开放的骨架。 近年来,PBA已成为OER的催化材料,而OER是实现可充电金属-空气电池和光/电化学水分解的关键。操纵缺陷化学可以调整材料的性质和功能,如能带结构、电导率、磁性和催化。观察到的最常见的缺陷是空位,通常,空位工程可能导致催化剂中的大量结构扰动,具有定制表面电负性、电荷浓度和再分布的能力。一旦克服了形成能,就可以形成阴离子和/或阳离子空位,可能产生各种空位缺陷,如氧,硫,碘,镍,铁,有时还有双空位。PBA是众所周知的带有Fe(CN)6空位的材料,可以改变电子转移现象。原则上,在PBA中产生一种新型空位将成为改变电荷环境的触发因素,成为催化性增强的区域。但之前没有尝试过在PBA材料中产生非常规空位,主要是由于缺乏有效的合成途径。 鉴于此,中科大俞书宏和高敏锐团队通过氮气等离子体轰炸,在Ni-Fe PBA即K2NiFe(CN)6中产生CN空位(为VCN)。尽管金属和CN配体具有很强的亲和力,但综合表征证实了电离的N2可以破坏PBA中Fe-C-N-Ni的键,形成非常规的C-N空位。具有VCN的Ni-Fe PBA催化剂能够实现高效的OER催化,远远超过原始和报道的空位介导OER催化剂。这种增强归因于在析氧反应期间,VCN的存在可以抑制Fe物质的释放,因此有利于通过PBA的动态自重构,生长Ni-Fe氧(氢氧化物)活性层。                                             Zi-You Yu, Yu Duan, Jian-Dang Liu, Yu Chen, Xiao-Kang Liu, Wei Liu, Tao Ma, Yi Li, Xu-Sheng Zheng, Tao Yao, Min-Rui Gao, Jun-Fa Zhu, Bang-Jiao Ye, Shu-Hong Yu, Unconventional CN vacancies suppress iron-leaching in Prussian blue analogue pre-catalyst for boosted oxygen evolution catalysis, Nature Communications, 2019.DOI: 10.1038/s41467-019-10698-9https://www.nature.com/articles/s41467-019-10698-9?utm_source=other_website&utm_medium=display&utm_content=leaderboard&utm_campaign=JRCN_2_LW_X-moldailyfeed

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