16o2和18o2互为什么(OER的几何重构)

本文研究了基于原位析氧反应(OER)表面演化策略的MnCo2O4氧化物在氧还原反应(ORR)中的性能提升。通过改变具有四面体和八面体阳离子空位的MnCo2O4氧化物的表面结构,实现了从2e−ORR到4e−ORR的反应路径切换。
采用湿化学方法合成了具有空心介孔纳米线形貌的MnCo2O4尖晶石氧化物,通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其进行了表征。结果表明,合成的MnCo2O4纳米材料具有花状纳米线结构,外径和壁厚分别为≈250和50nm。这种结构可以进一步增强催化剂表面和氧产物之间的活性。
为了探索单个MnCo2O4空心介孔纳米线的精细结构和原子尺度阳离子分布,进行了原子分辨率探针像差校正高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)观察。结果表明,Mn/Co四面体柱和Mn/Co八面体柱之间的亮度差异可归因于柱的长度,即每列的原子数。
在OER活化过程中,MnCo2O4的表面原子发生了动态演化重建。通过HAADF-STEM技术和FFT滤波原子分辨率图像分析了MnCo2O4-A的表面状态。结果表明,最外表面的Mn和Co原子排列发生了明显的差异,这可能与反应路径的转变有关。XPS和拉曼光谱分析进一步证实了MnCo2O4-P和MnCo2O4-A的不同表面结构。
通过电子能量损失谱(EELS)分析,发现Mn L3边缘和Co L3边缘的明显化学位移表明了这两个区域不同的局部化学环境。使用同位素18O的原位差分电化学质谱(DEMS)测量证明了MnCo2O4的OER途径取决于的表面结构。
通过调节MnCo2O4氧化物的表面结构,实现了对ORR反应路径的调控。这项工作为建立OER活化与ORR性质的相关性提供了新的视角,为特定用途电催化剂的开发提供了指导。
