| 不同晶型MnO2纳米阵列的可控合成及其电催化析氧性能 |
| Crystalline Form Controlled Synthesis of MnO2 Nanoarrays for Electrocatalytic Oxygen Evolution Performance |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 黄乐珩 | 广东工业大学轻工化工学院, 广东省教育厅清洁化学技术重点实验室, 广州 510006 | | | 程高 | 广东工业大学轻工化工学院, 广东省教育厅清洁化学技术重点实验室, 广州 510006
广东工业大学轻工化工学院, 广东省植物资源生物炼制重点实验室, 广州 510006
广东工业大学轻工化工学院, 广州市清洁交通能源化学重点实验室, 广州 510006 | | | 赵英霞 | 广东工业大学轻工化工学院, 广东省教育厅清洁化学技术重点实验室, 广州 510006 | | | 谢启星 | 广东工业大学轻工化工学院, 广东省教育厅清洁化学技术重点实验室, 广州 510006 | | | 孙钺 | 广东工业大学轻工化工学院, 广东省教育厅清洁化学技术重点实验室, 广州 510006 | | | 唐诗昌 | 广东工业大学轻工化工学院, 广东省教育厅清洁化学技术重点实验室, 广州 510006 | | | 孙明 | 广东工业大学轻工化工学院, 广东省教育厅清洁化学技术重点实验室, 广州 510006
广东工业大学轻工化工学院, 广东省植物资源生物炼制重点实验室, 广州 510006
广东工业大学轻工化工学院, 广州市清洁交通能源化学重点实验室, 广州 510006 | | | 余林 | 广东工业大学轻工化工学院, 广东省教育厅清洁化学技术重点实验室, 广州 510006
广东工业大学轻工化工学院, 广东省植物资源生物炼制重点实验室, 广州 510006
广东工业大学轻工化工学院, 广州市清洁交通能源化学重点实验室, 广州 510006 | gych@gdut.edu.cn |
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| 摘要: 采用一步水热法，通过改变反应温度和硫酸的用量，在碳纸（CFP）表面可控合成了α-MnO2纳米线和δ-MnO2纳米片阵列，研究了MnO2纳米阵列的电催化析氧反应（OER）性能。结果表明，在碱性介质中，α-MnO2纳米线阵列的OER活性优于δ-MnO2纳米片阵列，在电流密度为10 mA·cm-2时，α-MnO2纳米线阵列的析氧过电位为444 mV（δ-MnO2纳米片的过电位为522 mV）。通过X射线光电子能谱的表征分析可知，更高含量的Mn3+和表面更丰富的氧空位浓度是α-MnO2纳米线阵列催化活性更高的原因。 |
| 关键词: 二氧化锰 纳米阵列 晶型 析氧反应 电催化 |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.21576054）、广东省自然科学基金（No.2019B1515120087）和广东省普通高校基础研究与应用基础研究重点项目（No.2018KZDXM031）资助 |
| Abstract: Two kinds of MnO2 nanoarrays, including α-MnO2 nanowires and δ-MnO2 nanosheets, were synthesized on carbon fiber paper (CFP) via the one-step hydrothermal method by changing the temperature and the addition of sulfuric acid, respectively. Moreover, the oxygen evolution reaction (OER) properties for the MnO2 nanoarrays were studied. The results showed that the performance of α-MnO2 nanowires outperformed δ-MnO2 nanosheets in alkaline medium and the overpotential of α-MnO2 was 444 mV under 10 mA·cm-2 current density (the overpotential of δ-MnO2 was 522 mV). According to the analysis of X-ray photoelectron spectroscopy, the higher content of Mn3+ and more abundant oxygen vacancies on the surface are the reasons for the higher catalytic activity of α-MnO2 nanowires. |
| Keywords: manganese dioxide nanoarray crystalline form oxygen evolution reaction electrocatalysis |
| 投稿时间：2021-08-29 修订日期：2021-12-07 |
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| 黄乐珩,程高,赵英霞,谢启星,孙钺,唐诗昌,孙明,余林.不同晶型MnO2纳米阵列的可控合成及其电催化析氧性能[J].无机化学学报,2022,38(2):333-343. |
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