Co_(3)O_(4)中钴空位的精确构筑来促进羟基氧化物的形成加速水氧化反应

作     者：刘志娟 汪广进 郭锦瑜 王燕勇 Zhijuan Liu;Guangjin Wang;Jinyu Guo;Yanyong Wang

作者机构：State Key Laboratory of Chem/Bio-sensing and ChemometricsCollege of Chemistry and Chemical EngineeringHunan UniversityChangsha 410082China Henan Key Laboratory of Molecular Functional MaterialsHenan International Joint Laboratory of Tumor Theranostical Cluster MaterialsGreen Catalysis Centerand College of ChemistryZhengzhou UniversityZhengzhou 450001China School of Materials Science and Energy EngineeringFoshan UniversityFoshan 528000China 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China (22272047, 21905088, and 22102155) China Postdoctoral Science Foundation (2021M692909 and 2022T150587) the Provincial Natural Science Foundation of Hunan (2022JJ10006) 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学）（英文版）)

年 卷 期：2024年第67卷第3期

页      码：780-787页

摘      要：缺陷位点的引入可以通过增加对反应中间体的亲和力来提高催化剂的催化能力.纳米材料中存在多种缺陷类型,如阳离子缺陷和阴离子缺陷.不同的缺陷位点对电催化性能的贡献不同.因此,构筑缺陷必须精准、明确,以便于确定最优的缺陷类型,促进电化学反应.在这项工作中,我们以钴空位为例,分别成功合成了二价钴空位(Co3O 4-VCo(II))和三价钴空位(Co_(3)O_(4)-VCo(III))的Co_(3)O_(4).电化学结果表明,钴空位的引入可以显著提高Co_(3)O_(4)的电催化性能.Co_(3)O_(4)-VCo(II)表现出最突出的析氧反应(OER)性能,反应动力学速率最快.X射线光电子能谱分析表明,在OER过程中,VCo(II)的存在可以使CoOOH活性位点快速形成.密度泛函理论计算表明,钴空位的引入使Co_(3)O_(4)拥有类似金属的导电性.VCo(II)的存在使得O p带中心靠近费米能级,自由能势垒降低,电催化剂表面氧交换动力学速率加快,对反应中间体的吸附能最佳,从而表现出优异的电化学性能.本研究为设计高效的富缺陷电催化剂提供了重要指导.

主 题 词：cobalt vacancies spinel Co_(3)O_(4) electronic environment cobalt oxyhydroxides oxygen evolution reaction 

学科分类：081705[081705] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 070205[070205] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s40843-023-2766-y

馆 藏 号：203126127...