封裝在氮摻雜碳中的四方/六方相超細硒化鐵納米晶作為高效穩(wěn)定的ORR電催化劑（2021年P(guān)HY香港理化論文獎勵入選論文）
硒化鐵（FeSe）是一種具有優(yōu)異本征導電性和電催化活性的硒化物，在電催化反應中應用廣泛。然而，FeSe納米材料易發(fā)生顆粒團聚和表面氧化現(xiàn)象，必然會降低其催化活性，且在催化過程中會經(jīng)歷相變甚至分解，導致穩(wěn)定性較差。為此，中山大學吳明娒教授與香港理工大學黃海濤教授團隊共同合作，近期在國際知名期刊Journal of Materials Chemistry A（IF = 12.732）上發(fā)表了題為Phase Control of Ultrafine FeSe Nanocrystals in N-doped Carbon Matrix for Highly Efficient and Stable Oxygen Reduction Reaction的研究成果。
該工作通過簡便的氧化聚合、熱解硒化兩步過程，成功將四方/六方相超細FeSe納米晶同時保護在氮摻雜的碳骨架中，在堿性介質(zhì)中獲得了優(yōu)異的ORR催化活性、穩(wěn)定性和甲醇耐受性。這種方法所得到的FeSe納米晶尺寸為5-10 nm，在碳骨架中具有很好的分散性，而且四方相和六方相是孤立存在的。作者進一步通過改變前驅(qū)體的熱解溫度，調(diào)控了碳骨架中四方相和六方相FeSe的相對含量。結(jié)合實驗結(jié)果和理論計算發(fā)現(xiàn)，六方相和四方相FeSe均有很好的ORR催化活性，但前者更有利于O2的電化學吸附和OOH吸附中間體的O-O鍵裂解過程。這項工作對設(shè)計合成高效穩(wěn)定的過渡金屬硫?qū)倩衔?/span>ORR催化劑具有重要的啟發(fā)意義。該工作的電化學性能測試使用美國PINE WD200電化學工作站和旋轉(zhuǎn)圓盤電極裝置MSR完成。
美國PINE旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極裝置（MSR）搭配WaveDriver200雙恒電位儀，是ORR、HER、OER、HOR電催化實驗的必備儀器，聯(lián)用效果更佳，為名副其實的電催化CP。
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