JACS：Mo2C修饰薄层Pd实现较高ORR催化活性

纳米技术

2021-04-30

贵金属、过渡金属碳化物之间的界面电子调控是一种能够有效改善ORR电化学氧还原反应的策略，但是这种短程作用、结构上的较大区别，使得难以精确调控原子层厚度实现贵金属薄层结构。有鉴于此，纽约州立大学石溪分校Jin Wang、中科院长春应化所董绍俊等报道了一种Mo₂C-Pd材料，在Mo₂C与厚度达到原子层Pd催化剂之间构建界面。具体的，这种催化剂合成通过MOF限域、共价相互作用生成这种结构材料。

本文要点：

（1）

通过原子精度表征、DFT计算，验证了原子层厚度的Pd 能够有效调控电子结构、d能带结构，从而有效的优化ORR电催化反应动力学。AL-Pd/Mo₂C催化剂的ORR电化学活性在0.9 V达到2.055 A mg_Pd^-1，这个结果比Pt/C、Pd/C、Pd催化剂的性能分别高22.1倍、36.1倍、80.3倍。

（2）

本文工作展示了一种新颖方法构建厚度达到原子层的贵金属，提供了界面电子结构调控的新方法。以含有联吡啶配体的UiO-67作为基底，将Pd²⁺配位修饰在其中。随后通过Pd与CO之间的强共价相互作用，将Mo(CO)₆修饰到UiO-67的孔道中。随后通过热解处理，含金属的分子反应生成超薄PdMo合金纳米片，随后当温度达到900 ℃，MOF骨架发生碳化，同时碳与Mo生成β-Mo₂C。由于金属Pd与Mo₂C之间的强界面键合作用，在Mo₂C界面上形成薄层结构Pd。

参考文献

Liang Huang, Xiliang Zheng, Ge Gao, He Zhang, Kai Rong, Jinxing Chen, Yongqin Liu, Xinyang Zhu, Weiwei Wu, Ying Wang, Jin Wang*, and Shaojun Dong*, Interfacial Electron Engineering of Palladium and Molybdenum Carbide for Highly Efficient Oxygen Reduction, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c00656

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00656