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AEM：纳米Ni2Si高效OER和伯胺选择性脱氢

时间：2022-05-24 来源：浏览：

AEM：纳米Ni2Si高效OER和伯胺选择性脱氢

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开发新型储量丰富的金属基催化剂以加速缓慢的析氧反应（ OER ）是实现绿色氢气大规模生产的关键。

为了解决这个瓶颈， 德国亥姆霍兹柏林能源与材料研究中心 Prashanth W. Menezes ，柏林工业大学 Matthias Driess ，柏林自由大学 Holger Dau 报道了一种简单的一锅胶体法制备结晶型金属间化合物硅化镍（ Ni ₂ Si ）的方法，这是一种很有前途的阳极 OER 预催化剂。随后，建立了用于有机胺 ( 作为牺牲质子供体 ) 选择氧化为增值有机氰化物的阳极耦合电合成方法，以促进阴极反应。

本文要点

要点 1. 所制备的 Ni ₂ Si 催化剂在 1m 无 Fe KOH 电解液中表现出良好的催化活性和稳定性，是一种很有前途的 OER 电 ( 预 ) 催化剂。此外，用准原位 XAS 和共振拉曼技术成功地监测了 Ni ₂ Si 的相变过程，发现与 Ni 纳米颗粒相比， Ni ₂ Si 有更大的电化学相变。

要点2 . 由 BET 比表面积和 Ni ₂ Si 和 Ni 产生的 C _dl 对 LSV 电流密度的归一化表明，表面转化量决定了催化活性。类似的 Tafel 斜率、拉曼光谱和 EXAFS 拟合 ( 具有相应的结晶学参数 ) 证实了 Ni ₂ Si 和 Ni NPs 具有相同的 Ni ^III O _x H _y 活性相，尽管 Si( 通过氧化物、氢氧化物、聚硅酸盐 ) 的溶解预计会产生更多具有扭曲的层状结构的 Ni ^III O _x H _y 相，并促进电解液渗透。

要点3 . 活化形式的 Ni ₂ Si 具有高效的伯胺电氧化脱氢反应，具有最高的选择性和广泛的底物范围。

这项研究有助于人们开发一类难以在纳米级制备的新型固态金属间化合物材料，并有助于理解各种固态金属间化合物材料的电化学转化与催化分解水和电化学有机氧化活性之间的关系。

Indranil Mondal, et al, Nanostructured Intermetallic Nickel Silicide (Pre)Catalyst for Anodic Oxygen Evolution Reaction and Selective Dehydrogenation of Primary Amines, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200269

https://doi.org/10.1002/aenm.202200269

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