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V0.2Mo0.8N1.2 Nitridene催化HER（新型二维材料Nitridene是什么）
氢能源的利用可以有效缓解温室效应，HER是其中重要的过程。新型二维材料Nitridene具有突出的水分解产氢性能。因此，本文研究V0.2Mo0.8N1.2 Nitridene 催化HER的性能。作者通过熔盐法制备了具有二维层状结构的V0.2Mo0.8N1.2，XPS结果表明V向Mo转移电荷。电化学测试结果表明V0.2Mo0.8N1.2的HER过电位仅为0.158 V，小于大多数MXene，且结构和性能100小时后依旧稳定。DFT计算结果表明在V掺杂MoN1.2中存在V向Mo的电荷转移（证实XPS结果）。V掺杂导致的表面电荷聚集增强了对H的吸附，从而降低了HER势垒。原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202203850
Cu调控Fe单原子磁矩优化其催化ORR性能（有深度的文章、当然离不开DFT计算）
ORR是Zn-空气电池所涉及的重要化学过程，Fe单原子对ORR具有较好的催化性能，归因于其独特的原子磁矩。因此，本文通过引入Cu调控Fe单原子的磁矩来优化催化ORR的性能。 DFT计算表明Fe单原子的磁矩与ORR绝速步势垒存在线性正相关的关系，引入Cu单原子能够增强反向自旋的Fe原子dz2轨道，从而降低Fe的磁矩和绝速步势垒。作者合成了带缺陷石墨烯负载Cu单原子和Fe单原子结构（Cu-Fe）。XANES、EXAFS、EPR表征证明Cu的加入降低了Fe的自旋态（磁矩），与DFT计算结果一致。电化学测试结果表明Cu-Fe在碱性条件下的ORR起始电位和半波电位分别为1.07 V和0.94 V，在酸性条件下的半波电位为0.79 V，优于Fe-Fe和Cu-Cu结构，且8000圈循环后性能依旧稳定。用于Zn-空气电池能够实现1.51 V的开路电压，186 mW/cm2的最高功率密度。原文链接：doi.org/10.1002/anie.202201007
CuS与聚乙烯苯胺复合结构用于水系Zn离子电池（证明空位的存在可以用6种以上方法）
Zn离子电池具有安全、低成本、环境友好等特点，但离子容量还有待提高。因此，本文研究含S空位CuS与聚乙烯苯胺（PANI）复合结构在水系Zn离子电池方面的性能。作者通过水热法制备了CuS@PANI复合结构。EDX、HAADF-STEM、XPS、XADFS、EPR表征证明了S空位的存在。电化学测试结果表明CuS@PANI实现了198.5 mAh/g的Zn离子容量、接近100%的库伦效率、稳定的高倍率性能。Zn与CuS发生转化反应，产生无定形ZnS。 DFT计算表明S空位和复合结构能够增强对Zn的吸附。小火箭建议大家研究S空位缺陷形成能、CuS与PANI界面的相互作用、Zn在界面处的扩散路径与势垒。原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202200547
WSe2催化剂和water-in-salt电解液催化NRR（天天看催化剂，电解液同样重要哈）
NH3是重要的粮食与化工行业的原料，传统的Haber-Bosch过程具有能耗高的缺点。因此，本文研究含Se空位的WSe2催化剂和water-in-salt电解液（LiClO4）催化NRR的性能。 DFT和MD计算结果表明含空位较不含空位的WSe2对N2具有更强的吸附能力，NRR决速势垒更低，仅为1.23 eV。含空位WSe2同时有利于H2O分解和HER过程，而LiClO4电解液中的Li会和H2O结合，降低H2O分解产H2的活性。作者通过液相剥离法制备了WSe2纳米片，并通过H2退火产生Se空位。电化学测试结果表明LiClO4电解液有助于提高NH3产率，含空位较不含空位的WSe2具有更高的NH3法拉第效率（62.5%）和产率（181.3 ug/ hmg），且性能30小时后依旧稳定。XPS和拉曼光谱结果表明LiClO4电解液增强了含空位WSe2对N2的电荷转移。原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00596
无定型Co7Mo3B催化剂在Li-S电池方面的性能（看多了晶体电极，来看看非晶电极）
Li-S电池具有高容量、低成本、环境友好等特点，但多硫化锂的吸附与转化动力学过程仍有待优化。因此，本文研究无定型Co7Mo3B催化剂在Li-S电池方面的性能。作者通过冰浴中化学还原方法制备了无定型Co7Mo3B纳米片，厚度约为5 nm。Co7Mo3B能够加速Li2S的成核与溶解较，具有双向催化功能。 DFT计算结果表明Co7Mo3B对Li2S8、Li2S6、Li2S4的结合能低于CoB，而对Li2S2、Li2S的结合高于CoB，有利于Li2S2、Li2S的溶解。 Co7Mo3B较CoB具有更稳定的多硫化锂转化电位，Co7Mo3B在S负载密度为1.5 mg/cm2情况下实现可逆Li离子容量高达1448.1 mAh/g（0.1 C），库伦效率为96.29%（1 C）。 Co7Mo3B在4.53和6.79 mg/cm2的S负载密度情况下仍然实现了63%和82.66%的初始容量，在3.45 mg/cm2的S负载密度下实现了944.98 mAh/g（0.1 C）的容量。原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202202766
FeCoNiMnRu高熵合金催化HER和OER（具有AOE伤害的催化剂）
电催化反应是能量转化与储存的有效手段，高熵合金具有多种活性位点，是理想的多功能催化剂。HER和OER是水分解过程中重要的化学过程。因此，本文研究FeCoNiMnRu高熵合金催化HER和OER的性能。作者在碳纤维上制备了FeCoNiMnRu高熵合金纳米颗粒，直径约20 nm，各元素均匀分布没有分相，XPS结果证明Fe、Co、Ni、Mn向Ru传递电荷（电负性的差异）。在碱性条件下，FeCoNiMnRu的HER过电位仅为0.071 V（100 mA/cm2），OER过电位仅为0.308 V（100 mA/cm2），结构和性能600小时稳定。 DFT计算结果表明H2O分解为HER的决速步，最容易在Co位点上发生，势垒为0.34 eV，H的析出最容易在Ru位点进行，势垒仅为0.07 eV，态密度结果表明Ru得到电子。拉曼光谱证实Co-O和Ru-H键的存在。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-30379-4

Fe2O3/CoFe2O4异质结构催化CH3OH氧化（C-H断键势垒降低，HCOH选择性97.8%）
虽然alpha-Fe2O3具有较好的光催化CH3OH氧化（MOR）的性能，但载流子分离效率仍有待提高。CoFe2O4具有较好的催化氧化性能。因此，本文研究Fe2O3/CoFe2O4异质结构催化CH3OH氧化的性能。作者在ZnO纳米阵列上通过化学浴沉积和高温煅烧方法制备了Fe2O3/CoFe2O4异质结构催化剂（ZnFeCo）。XPS结果表明CoFe2O4的加入降低了Fe的价态。PL光谱结果证明异质结构能够有效抑制光生载流子的复合。 ZnFeCo催化MOR的电流是ZnFe的2.16倍，载流子密度为后者的10倍，电荷转移电阻为52.18欧姆，HCOH的法拉第效率为97.8%，性能40小时保持稳定。 DFT计算结果证明在Fe2O3/CoFe2O4表面CH3OH的吸附自由能为-1.45 eV，低于Fe2O3的-0.65 eV，O-H和C-H断键的反应能也较低，决速步为C-H断键，势垒为0.72 eV，低于Fe2O3的1.30 eV。Fe在Fe2O3/CoFe2O4表面的d带中心高于Fe2O3表面，从而导致较强的吸附能力。原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202208438
2022-11-14 15:25:28

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