硕士生共一!厦门大学/中山大学,新发JACS!
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2024-12-01 08:18
文章摘要
本研究由厦门大学孙毅飞和中山大学黄继杰等人合作完成,发表于《Journal of the American Chemical Society》。研究聚焦于钙钛矿氧化物在高温电催化中的应用,特别是通过外析策略在钙钛矿表面富集高活性相,形成异质边界。研究团队对La0.4Ca0.4Ti0.94Ni0.06O3(LCTN)薄膜在异质纳米颗粒(Ni和NiO)增强下的CO2电还原活性进行了定量分析。通过多尺度电化学表征和密度泛函理论(DFT)计算,发现NP/钙钛矿界面的边界长度与CO2RR活性密切相关。实验结果显示,NiO/LCTN边界处的本征反应速率在800 °C下达到7.05 ± 0.75 × 104 s-1,比Ni/LCTN和LCTN分别高出2.5倍和4个数量级。第一性原理分子动力学(AIMD)进一步证明,CO2在NiO/LCTN边界上的吸附利用了双齿碳酸盐模式,降低了能垒。此外,氧交换速率显著提升,与TiO6八面体间氧离子跳跃的促进有关。近环境压力X射线光电子能谱(NAP-XPS)揭示了异质边界在稳定活性位点和增强催化性能中的关键作用。
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