2024.0476Ｍｏ-Ｃｕ 共掺ＲｕＯ２ 电催化剂的制备及酸性析氧性能研究.pdf
背景介绍
文章亮点
1.基于Mo/Cu-MOFs前驱体离子交换法的双金属协同掺杂策略，成功制备出具有电子协同调控效应的(Mo,Cu)-RuO2催化剂。
2.在酸性析氧反应中实现214 mV（10 mA/cm²）的低过电位，并通过降低Ru价态来有效抑制活性位点的氧化溶解，使催化剂在苛刻酸性条件下连续运行20h后性能衰减率远低于商业RuO2。
3.通过双金属协同掺杂优化活性位点的电子环境，不仅提升了催化活性和稳定性，同时还减少了贵金属用量，为开发低成本、高性能PEM电解水阳极催化剂提供了新思路。
内容介绍
1 实验部分
2 结果与讨论
2.1 (Mo,Cu)-RuO2形貌与组分表征
图2为经410 ℃退火后Mo/Cu-MOFs和(Mo,Cu)-RuO2-X的X射线衍射（XRD）图谱，Mo和Cu共掺的RuO2在28.0°、35.1°和54.3°显示出3个衍射峰，分别对应于金红石型的RuO2的（110）、（101）、（211）晶面（PDF No.97 - 001 - 5071）[36]。
为了评估(Mo,Cu)-RuO2的电催化析氧性能，以0.5 mol/L H2SO4为电解液，在三电极体系中进行了相关测试，为了进行比较，以RuO2和商业RuO2作为对比。
3 结论
本文首先制备了Mo/Cu-MOFs作为前驱体，再通过RuCl3离子交换反应最终合成了具有不同(Mo,Cu)/Ru比的(Mo,Cu)-RuO2催化剂。Mo和Cu掺入到RuO2可以有效地降低Ru的价态，使其在酸性OER反应过程中不易被过度氧化而失活，显著增强了对酸性OER的本征活性。在所有制备的催化剂中，(Mo,Cu)-RuO2-7表现出优异的OER性能，10 mA/cm2的电流密度下的过电位仅为214 mV。此外，(Mo,Cu)-RuO2-7在10 mA/cm2的电流密度下连续电解20 h后，稳定性相较于商业RuO2有了显著提升。本工作将过渡金属元素与贵金属相结合，不仅提高了贵金属的活性，而且减少了贵金属的用量，研究结果为设计和制备高性能电解水催化剂提供了借鉴。
