承载 Pt 且具有高质活性析氢反应的八足状 CdSe 纳米晶
化学物理
2020-03-31 v1 材料科学
摘要
以最少贵金属设计用于电化学水分解的高效电催化剂，对实现可再生与可持续能量转换至关重要。在此，我们报道使用由 CdSe 核与八个 CdSe 足（所谓八足体）构成的 CdSe 分支胶体纳米晶网络，其足上可承载 Pt 颗粒，从而催化水分解反应。得益于八足形状，所得的承载 Pt 的网络被机械捕获于碳纳米管 Buckypaper 上，提供了机械柔性且无粘结剂的电极。我们发现此种分级构型最大化了 Pt 用于析氢反应（HER）的质活性与利用效率和。在相对于可逆氢电极 -0.15 V 的电位下，基于 Pt/八足体网络的电极在酸性与碱性介质中分别显示出 166 A mg 与 42 A mg 的 HER Pt 质活性。这些值分别对应 168 s 与 42 s 的转化频率，依次比市售 Pt/C 基准高 14 与 21 倍。Pt 与八足体表面间的强化学与机械相互作用，以及八足体辅助的 Pt/八足体网络对 Buckypaper 的粘附，导致了在两种介质中 HER 活性的长期耐久性（>20 h）。这些结果实验证明，利用我们的承载 Pt 颗粒的分支纳米晶网络可规避催化剂的耐久性问题，同时采用超低 Pt 负载或基准碳载 Pt 纳米晶。我们的工作为使用由分支纳米晶制成的多孔网络作为具有超低贵金属量与可控催化性质的催化剂开辟了前景。
引用
@article{arxiv.2003.13650,
title = {Octapod-shaped CdSe nanocrystals hosting Pt with high-mass activity for the hydrogen evolution reaction},
author = {Leyla Najafi and Sebastiano Bellani and Andrea Castelli and Milena P. Arciniegas and Rosaria Brescia and Reinier Oropesa-Nuñez and Beatriz Martín-García and Michele Serri and Filippo Drago and Liberato Manna and Francesco Bonaccorso},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.13650},
year = {2020}
}