目前,析氢反应(HER)最高效的催化剂为贵金属铂,但高昂的价格及相对短缺的资源储量极大地限制了其在工业领域的广泛应用。非贵金属化合物被广泛用于电催化析氢反应且表现出优异的电催化活性,但是这些非贵金属类电催化剂的性能仍然低于贵金属类催化剂。虽然钌也是贵金属的一种,但其价格仅为铂的1/25,并且金属钌还可以高效地促进水的解离过程,因此极少的钌用量有助于获得高活性的电催化剂。作者以TiO2纳米管阵列(TNA)为载体,通过简单的水热反应沉积Ru0.33Se纳米粒子,得到Ru0.33Se@TNA复合体系,TiO2纳米管具有较大的比表面积和特定的电荷传输通道,Ru0.33Se纳米粒子负载于TiO2纳米管阵列上可以抑制纳米粒子间的团聚从而暴露更多的活性位点,降低电荷传输阻力,提高材料的电催化活性,Ru0.33Se@TNA作为析氢电极,在碱性介质中表现出优异的电催化活性,电流密度达到10
mA cm-2所需的过电势仅为57
mV,这一过电势明显小于文献中报道的过渡金属化合物析氢电催化剂。同时该复合电催化剂还具有良好的稳定性,在电流密度为10
mA cm-2的条件下进行连续电催化析氢反应,能够稳定运行10
h以上。作者的研究表明,在保证高析氢活性的前提下,降低贵金属用量,可作为设计廉价高效电催化剂的一种策略,从而为新型高效电催化材料的开发研制提供了新的思路。

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近日,商丘师范学院化学化工学院王科峰博士在材料领域综合性权威期刊《Small》(SCI一区,影响因子9.598)上发表题为“Crystalline
Ru0.33Se nanoparticles-decorated TiO₂nanotube arrays for enhanced
hydrogen evolution reaction” (Small, 2018, doi:
10.1002/smll.201802132)的研究论文。该论文以商丘师范学院为第一作者单位,化学化工学院瞿鹏教授为通讯作者,2016级新能源科学与工程专业本科生王松珠参与论文部分实验工作。全文链接如下:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201802132。

(通讯员:梅瑞祥)返回搜狐,查看更多

本研究工作受到商丘师范学院博士启动经费、河南省教育厅高等学校重点科研项目的资助。化学化工学院以及生物分子识别与传感河南省重点实验室为本课题的开展提供了设备和资金支持

原标题:商丘师范学院化学化工学院王科峰博士在电催化析氢材料研究领域取得新进展

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