氧化鈰助催化效應的研究

作爲一種重要的助催化劑,氧化鈰(CeO2)中的Ce3+/Ce4+氧化還原特性和充足的氧空位利于電子的轉移以及氧氣的存儲,能在很大程度上提高基底的催化劑性能。但是,目前關于CeO2助催化效應的研究,很少人研究關于原子層面CeO2修飾後的异質界面發生的電荷傳遞與轉移機理。

氧化鈰助催化效應的研究圖片

層狀雙氫氧化合物(LDHs)因有廉價高效的優點,而成爲近年來被廣泛研究的析氧反應(OER)催化劑,尤其是FeCo雙金屬LDHs,兩金屬位點間的電子相互作用使得它具有較高的化學活性。然而,當前這些催化劑的活性和長期穩定性還不能滿足需求。

爲了解决現有層狀雙氫氧化合物催化劑的不足,研究者通過靜電相互作用將CeO2納米顆粒與蒲公英狀雙金屬FeCo LDH進行複合形成CeO2-FeCo LDH异質結構,同時證實了CeO2-FeCo LDH异質結構,具有較强穩定性,經過反復超聲和洗滌結構仍能保留;CeO2-FeCo LDH具有較低的起始電位和過電位,同時在反應動力學、電化學活性面積以及電化學阻抗方面都具有更優异的性能。

氧化鈰助催化效應的研究圖片

實驗表明,研究者通過球差電鏡和電子能量損失譜分別對CeO2修飾前後頭部和杆狀處Fe,Co和Ce的電子結構進行局域表徵,發現在杆狀部分有明顯的Co3+的提升以及Ce4+的下降,而在頭狀部分Fe3+幾乎沒有明顯改變,進一步證實CeO2的修飾能促進主要活性位點Co3+的生成。基于Co3+具有更强的路易斯酸性,能够和OH-結合,加快含氧中間體的生成和轉化。

 

 

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