二元金属层状氧化物OER催化材料的原位HERFD-XAS研究

批准号:
21905295
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
周靖
依托单位:
学科分类:
B0901.氢能源化学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
电解水制氢是目前最为有效且清洁的制氢方法之一,氧析出反应(OER)是制约其制氢效率的关键步骤。设计和发展高效而廉价的OER催化材料是目前能源材料发展的一个重要的研究热点。然而原位条件下催化材料的局域构型和电子结构的研究工作的缺乏,导致对多元过渡金属元素氧化物OER催化材料中的协同作用机制认识不足,限制了催化剂的设计和优化。在拟申请课题中,我们针对二元过渡金属层状氧化物,发展基于同步辐射的原位HERFD-XAS谱学方法,通过研究工作条件下催化剂的活性结构和主要活性位点,探索不同过渡金属元素之间的协同催化作用,为催化材料设计提供新的实验依据和思路。
英文摘要
Water electrolysis is one of the most effective and clean methods of hydrogen-producting, and its efficiency is restricted by oxygen evolution reaction(OER). Designing and developing efficient and inexpensive OER catalytic materials is an important research hotspot in the field of energy materials. However, due to lack of the investigation on under operando condition, the understanding of the synergistic effect between transition metals on OER activity is insufficiency, which limits the further design and optimization of the catalysts. In this proposal, we will focus on the binary transition metal oxide of the layered structure. By developing the in-situ high-energy-resolution fluorescence-detected absorption spectroscopy based on the synchrotron radiation, we will obtain the information of local geometric and electronic structures of catalysts under operando condition and study the catalytic mechanism. Our works will offer the new experimental evidences and design principles which differ from those based on ex-situ characterization techniques and understand the synergistic effect between transition metals on OER activity
电解水制氢是目前最为有效且清洁的制氢方法之一,氧析出反应(OER)是制约其制氢效率的关键步骤。设计和发展高效而廉价的OER催化材料是目前能源材料发展的一个重要的研究热点。然而原位条件下催化材料的局域构型和电子结构的研究工作的缺乏,导致对多元过渡金属元素OER催化材料中的协同作用机制认识不足,限制了催化剂的设计和优化。在本申请课题中,我们发展基于同步辐射的原位HERFD-XAS谱学方法,结合软X射线吸收谱学技术、拉曼光谱、密度泛函理论计算等多种研究手段,研究包括钙钛矿结构氧化物、羟基氧化物、MOF材料等在内的多种多元金属OER催化体系,通过研究工作条件下催化剂的活性结构和主要活性位点,探索不同过渡金属元素之间的协同催化作用,为催化材料设计提供新的实验依据和思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
5f Covalency Synergistically Boosting Oxygen Evolution of UCoO(4) Catalyst.
5f 共价协同促进 UCoO4 催化剂的析氧
DOI:10.1021/jacs.1c10311
发表时间:2022-01-12
期刊:Journal of the American Chemical Society
影响因子:15
作者:Lin X;Huang YC;Hu Z;Li L;Zhou J;Zhao Q;Huang H;Sun J;Pao CW;Chang YC;Lin HJ;Chen CT;Dong CL;Wang JQ;Zhang L
通讯作者:Zhang L
A Tunable Amorphous Heteronuclear Iron and Cobalt Imidazolate Framework Analogue for Efficient Oxygen Evolution Reactions
用于高效析氧反应的可调节非晶异核铁钴咪唑酯框架类似物
DOI:10.1002/ejic.202000974
发表时间:2021-02
期刊:European Journal of Inorganic Chemistry
影响因子:2.3
作者:Zhao Qingyun;Lin Xiao;Zhou Jing;Zhao Chong;Zheng Dehua;Song Sanzhao;Jing Chao;Zhang Linjuan;Wang Jian-Qiang
通讯作者:Wang Jian-Qiang
In Situ/Operando Capturing Unusual Ir6+ Facilitating Ultrafast Electrocatalytic Water Oxidation
原位/操作捕获异常 Ir6 促进超快电催化水氧化
DOI:10.1002/adfm.202104746
发表时间:2021-08-03
期刊:ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
影响因子:19
作者:Li, Lili;Sun, Hainan;Zhang, Linjuan
通讯作者:Zhang, Linjuan
First-Principles Insight into the Effects of Intrinsic Oxygen Defects on Proton Conduction in Ruddlesden–Popper Oxides
第一性原理洞察本征氧缺陷对 Ruddlesden-Popper 氧化物中质子传导的影响
DOI:10.1021/acs.jpclett.1c02749
发表时间:2021
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters
影响因子:5.7
作者:Lili Li;Jing Zhou;Zhiwei Hu;Sihyuk Choi;Guntae Kim;Jianqiang Wang;Linjuan Zhang
通讯作者:Linjuan Zhang
Voltage- and time-dependent valence state transition in cobalt oxide catalysts during the oxygen evolution reaction
氧化钴催化剂在析氧反应过程中电压和时间依赖性的价态转变
DOI:10.1038/s41467-020-15925-2
发表时间:2020-04
期刊:Nature Communications
影响因子:16.6
作者:Zhou Jing;Zhang Linjuan;Huang Yu-Cheng;Dong Chung-Li;Lin Hong-Ji;Chen Chien-Te;Tjeng L. H.;Hu Zhiwei
通讯作者:Hu Zhiwei
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