开发在电解反应过程中在大pH范围内保持高反应活性和稳定性的电催化剂是实现清洁氢能社会的必要条件。在此，我们报道了在宽pH范围内具有优异析氧反应(OER)性能的AuIr合金纳米颗粒(NPs)的合成。NPs是通过一种基于反溶剂结晶的方法合成的，无论Au/Ir前驱体的比例如何调整，NPs都能保持其小尺寸。与Ir/C和商用RuO2相比，AuIr/C在酸性和碱性条件下具有低过电位和良好的长期稳定性。AuIr/C的OER性能增强是由于有效的电荷转移，产生了最佳的电子协同效应。
(a、b)合金NPs的x射线衍射(XRD)谱图和XPS (c) Au 4f和(d) Ir 4f谱图。
(a、b)和(c、d) AuIr和Au2Ir合金NPs的TEM图像。
(a) OER极化曲线，(b)过电位，(c) Cdl值，(d) Tafel图，(e)商用RuO2、Ir/C、Au/C、AuIr/C和Au2Ir/C的Nyquist图，(f) 1.0 M KOH溶液中Ir/C、Au/C、AuIr/C和Au2Ir/C的时电位稳定性。
(a) OER极化曲线，(b)过电位，(c) Cdl值，(d) RuO2、Ir/C、Au/C、AuIr/C和Au2Ir/C的Tafel图，(e) Nyquist图，(f) 0.5 M H2SO4溶液中AuIr/C和Ir/C的时电位稳定性。
本研究通过基于反溶剂结晶的合成方法，成功地合成了尺寸相似但成分不同的AuIr合金纳米粒子。AuIr/C在pH通用的电解液中表现出优异的OER电催化性能，过电位低(在碱性和酸性条件下分别为230和299 mV，电流密度为10 mA cm−2)。它的高活性是由于从Ir到Au的电荷转移引起的电子结构调制。这项研究具有重要意义，因为它表明，即使在很宽的pH范围内，也可以通过合金化获得反应活性高且稳定的催化剂。开发稳定的催化剂用于这种多样化的环境，可以极大地促进实现清洁氢能源社会。
Facile synthesis of AuIr alloy nanoparticles and their enhanced oxygen evolution reaction performance under acidic and alkaline conditions - Dalton Transactions (RSC Publishing)
- DOI
- https://doi.org/10.1039/D4DT01404A
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