吴宇恩/余振强Angew.:进步72倍!RuBi SAA/Bi@OG助力HER

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钌(Ru)纳米颗粒外表电荷重散布,对电催化析氢反响(HER)活性有明显影响。基于此,中国迷信技能大学吴宇恩传授和深圳大学余振强副传授(配合通讯作者)等人报道了经过一步热解法乐成制备了双原子调谐RuBi SAA/Bi@OG纳米结,其以Bi-O单点掺杂石墨烯支持RuBi单原子合金纳米颗粒。测试发明,RuBi SAA/Bi@OG体现出优秀的碱性HER活性。在过电位为150 mV时,其质量活度可达65000 mA mg-1,是商用Pt/C的72.2倍。


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经过DFT盘算,作者研讨了RuBi SAA/Bi@OG在碱性介质中加强的HER功能。经过Bader电荷剖析发明,约2.19个电子从Ru13转移到O掺杂石墨烯载体上,但在石墨烯载体上引入Bi-O单元后,约1.28个电子从Ru13转移到四周的石墨烯载体上。进一步用Bi单原子代替Ru13团簇中的一个Ru原子,转移电子进一步增加到0.95。因而,Ru纳米颗粒在Ru13/O6G、Ru13/Bi1@O6G和Ru12Bi1/Bi1@O6G纳米结中的电荷散布分明差别。
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经过DFT盘算,确了认Ru为活性区。随着Bi单原子顺次引入到O掺杂石墨烯载体和Ru13纳米团簇中,Ru13/O6G、Ru13/Bi1@O6G和Ru12Bi1/Bi1@O6G中Ru团簇的均匀∆GH*(-0.69 eV)明显降落至-0.37 eV,此中Ru12Bi1/Bi1@O6G绝对于Ru13/O6G和Ru13/Bi1@O6G具有最优的均匀∆GH*(-0.37 eV)。
从实际上讲,Ru12Bi1/Bi1@O6G纳米结在一切模子中因其最佳的∆GH*而具有最高效的HER历程,HER历程的优先级次序为Ru12Bi1/Bi1@O6G > Ru13/Bi1@O6G > Ru13/O6G。盘算后果标明,合金Bi单原子和相邻Bi-O单元布局具有协同才能,经过调治石墨烯负载的Ru13纳米团簇的电荷再分派,进步RuBi SAA/Bi@OG在碱性介质中的HER功能。
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A Double Atomic-Tuned RuBi SAA/>### with Optimum Charge Redistribution for Efficient Hydrogen Evolution. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202300879.
https://doi.org/10.1002/anie.202300879.




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