白癜风可以冶的吗 http://www.baidianfeng51.cn/baidianfengzixun/wuliliaofa/294.html锌空气电池（ZABs）的实际使用在很大程度上取决于双功能氧电催化剂的可用性，该双功能氧电催化剂对于碱性溶液中的氧释放/还原反应（OER/ORR）都应具有高活性和耐久性。
在此我们报道了一种新型的Ru基催化剂。通过表面沉淀策略，在负载有4.1wt％Ru的多孔Co3O4纳米片表面上原位生长1nm以下的RuOx簇，在RuOx簇和Co3O4底物之间建立了高能界面Ru-O-Co键，从而改变了RuOx和Co3O4的电子结构，使该复合材料成为ORR和OER的优良电催化剂。
Co-LDH
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通过甲醇-热工艺制备。简而言之，在室温下分别将0.65gCo（NO3）2?6H2O和1.35g六亚甲基四胺溶解在10mL甲醇中。然后，在磁力搅拌下将Co（II）溶液缓慢倒入六亚甲基四胺溶液中5分钟，并将得到的红色溶液进一步在60℃继续搅拌6小时。此后，通过真空过滤收集*色粉末，用甲醇洗涤几次，最后在60℃的烘箱中干燥5小时以获得Co-LDH粉末。
RuOx
Co3O4-的合成
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将80mgCo-LDH粉末超声分散在50mL去离子水中10分钟，然后在磁场下将μL20mgmL-1RuCl3溶液添加到Co-LDH溶液中。搅拌5小时。随后，通过真空过滤收集悬浮的粉末，用水和乙醇洗涤几次，并在60℃的烘箱中干燥2小时。最后，将获得的粉末在马弗炉中以5℃min-1的加热速率在℃（℃，℃和℃）下退火3小时。在对照实验中，除了加入RuCl3溶液外，还与RuOx
Co3O4-一样制备了Co3O4-。
1.新型Ru基双功能催化剂的设计，该催化剂的特征是通过在负载有4.1wt％Ru的多孔Co3O4纳米片表面上原位生长1nm以下的RuOx簇来实现富原子界面。这种独特的体系结构确保了高能界面Ru-O-Co键的产生，从而可以精细调节Ru和Co的电子结构。
2.制得的催化剂表现出优异的氧电催化双功能性，具有超低电位差。在10mAcm-2处OER电势为1.51V，ORR的半波电势为0.80V。
3.具有这种电催化剂的可再充电锌空气电池不仅显示出高倍率性能（50mAcm-2）和功率密度（mWcm-2），而且还具有出色的往返效率（h后为68.4％）。
4.X射线光电子能谱和拉曼光谱表明，ORR/OER的活性中心主要是RuO簇中的不饱和三价Ru，形成的Ru-O-Co键界面可避免RuOx碱性电解质的溶解，在实现长寿命可再充电锌空气电池方面具有巨大潜力。
图1（a）合成方案，（b）SEM，（c）AFM，（d-f）HAADFSTEM图像和RuOx-nc
Co3O4-的相应EDX映射。
RuOx-nc
Co3O4-富含中孔的形态结构能够有效地运输反应物质并易于与电解质接触。RuOx簇可以有效地吸附羟基，具有高表面积的中孔Co3O4纳米片可以吸附分子氧，从而加快ORR和OER的动力学。由于RuOx的原子分散和Co3O4基体的高表面积，在这两种组分之间获得了非常丰富的界面，这可能对两相的电子结构产生影响，从而进一步调整了电催化性能。
图2.（a）ORR的LSV曲线和（b）ORR的Tafel图，（c）0.30V（vs.RHE/V）时ORR的计时电流响应，（d）LER曲线和（e）OER的Tafel图，（f）10mAcm-2下的OER耐久性，（g）不同催化剂的电势差（ΔE）；（h）双功能RuOx-nc
Co3O4-和Pt/C+RuO2-np混合物的整体LSV曲线，（i）这项工作报道的催化剂的ORR和OER超电势的比较（ΔE=Ej-2=10mAcm-2-Ej-2=3mAcm-2）。
RuOx簇在提高RuOx-nc
Co3O4-的ORR和OER的电催化活性方面起着重要作用。
图3.（a）锌空气充电电池图；（b）基于Pt/C+RuO2-np和RuOx-nc
Co3O4-催化剂的极化（V-j）曲线和功率密度（P-j）曲线，以及（c）放电/电荷极化曲线；（d）在2mAcm-2下进行恒电流充放电试验，以及（e）Pt/C+RuO2-np和RuOx-ncCo3O4-的相应能量效率；（f）RuOx-ncCo3O4-在不同电流密度（5-50mAcm-2）下的恒电流充/放电试验，以及（g）在恢复mA循环至5mAcm-2之后的循环性能；（h）RuOx-ncCo3O4-催化剂在20mAcm-2下的恒电流充放电试验；（i）三个串联的自制可充电锌空气电池，用于为LED显示屏供电。
RuOx-nc
Co3O4-空气电极在h后显示了68.4％的高往返效率，而Pt/C+RuO2-np在h后往返效率为55.4％。在2mAcm-2恒电流充放电测试，带有RuOx-ncCo3O4-空气电极的锌空气电池的初始充电/放电极化电势为0.52V，明显低于带有Pt/C+RuO2-np空气电极的电池电压为0.64V。
图4（a）RuOx-nc
Co3O4-和Co3O4-催化剂在0.1MKOH电解质中的扫描速率为5mVs-1的CV曲线；（b）比较循环前后Co3+/Co2+，Co-O/Co-OH和Ru-O-Co/Ru-OH的值；（c）带有RuOx-ncCo3O4-的ORR（顺时针）和OER（逆时针）的可能机制；（d）RuOx-ncCo3O4-的拟议机制的示意图。
从CV曲线观察到明显的Co3O4-阳极和阴极峰，与碱性溶液中Co3+和Co4+之间的氧化还原反应相对应。在RuOx-nc
Co3O4-催化剂的氧化和还原过程中，Co3O4载体不是活性位点。Co3O4-载体在循环前后的表面结构相同。Co-O不是在ORR和OER期间吸附OH*的活性位点。
QianLu,YananGuo,PengMao,KaimingLiao,XiaohongZou,JieDai,PengTan,RanRan,WeiZhou,MengNi,ZongpingShao,Richatomicinterfacesbetweensub-1nmRuOxclustersandporousCo3O4nanosheetsboostoxygenelectrocatalysisbifunctionalityforadvancedZn-airbatteries,EnergyStorageMaterials,,32,20-29.DOI:10./j.ensm..06.
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