Precise Control of Layer Number in High-Entropy LDH: Impact on Lattice Oxygen Activity and Water Oxidation Performance

氧气 格子(音乐) 催化作用 材料科学 化学物理 化学 化学工程 物理 工程类 有机化学 声学
作者
Fangqing Wang,Ying Li,Yangyang Zhang,Xuerong Zheng,Limin Liang,Wenjie Huang,Yida Deng,Shijian Zheng,Hui Liu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (14): 11970-11980 被引量:36
标识
DOI:10.1021/acscatal.5c02410
摘要

Two-dimensional (2D) high-entropy layered double hydroxides (HE LDHs) are emerging as a new platform for the design of efficient and robust water oxidation electrocatalysts. However, a significant challenge remains in precisely controlling the number of layers in 2D HE LDHs and elucidating the impact of the layer number on the oxygen evolution reaction (OER) pathway. Here, we demonstrate a top-down liquid-phase exfoliation method to precisely control the layer number of quaternary to septenary HE LDHs within 1–3 layers, such as a typical MnFeCoNiCu LDH. Exfoliated monolayer MnFeCoNiCu LDH exhibits superior OER performance, achieving a low overpotential of 234 mV and an ultralow Tafel slope of 32.1 mV dec –1 at 10 mA cm –2 in 1.0 M KOH, exceeding commercial IrO 2 and most advanced monolayer OER catalysts. This catalyst shows exceptional stability, exhibiting sustained activity for 1000 h at a high current density of ∼100 mA cm –2 . Significantly, the enhanced catalytic activity arises not solely from an increased electrochemically active surface area but predominantly from a shift in the OER mechanism. This transition, from the conventional adsorbate evolution mechanism to the lattice oxygen oxidation pathway, is supported by advanced spectroscopic techniques and density functional theory calculations. This research not only introduces a novel synthetic strategy for the fabrication of monolayer HE LDH but also presents innovative approaches for activating lattice oxygen within these materials, thereby enabling efficient and stable water oxidation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
秋风应助EE采纳,获得10
刚刚
潇潇发布了新的文献求助10
刚刚
JamesPei应助学无止境采纳,获得10
刚刚
JZCT发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
现代海发布了新的文献求助10
刚刚
牟慕完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
执着的若翠完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
liu7_77发布了新的文献求助10
1秒前
alohomora100完成签到,获得积分10
1秒前
今后应助AH106采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
aajhajkahna应助yiyi采纳,获得10
2秒前
2秒前
自然黄豆完成签到,获得积分10
2秒前
xxqiao发布了新的文献求助10
2秒前
卢卡巴尔萨完成签到 ,获得积分10
2秒前
山猫完成签到,获得积分10
3秒前
白色蒲公英完成签到,获得积分10
3秒前
车窗外发布了新的文献求助10
3秒前
LLRO完成签到,获得积分10
3秒前
yo一天完成签到 ,获得积分10
3秒前
潇洒红牛完成签到,获得积分10
4秒前
LXAYUI发布了新的文献求助10
4秒前
上官若男应助帅肚采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.2应助神勇依波采纳,获得10
4秒前
wc关闭了wc文献求助
5秒前
独特秋双发布了新的文献求助10
5秒前
Wcy发布了新的文献求助10
5秒前
飞雪玉花完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI6.2应助六一采纳,获得10
6秒前
Sissi发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
增缩减扩完成签到,获得积分10
7秒前
wangchangwu完成签到,获得积分10
8秒前
LLRO发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7745837
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9293714
关于积分的说明 20221401
捐赠科研通 7325384
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3307939
关于科研通互助平台的介绍 2459916
邀请新用户注册赠送积分活动 2319291