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| 过渡金属掺杂氮基MXenes用于析氢反应的研究 |
| 九江天赐高新材料有限公司 江西冶金职业技术学院冶金工程学院 南昌大学物理与材料学院 |
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摘要 二维过渡金属碳化物和氮化物(MXenes)因其高比表面积、优异的热稳定性和高电导率而成为有前途的析氢反应(HER)催化剂。然而，只有少数MXenes材料在HER中显示出催化活性。本研究利用密度泛函理论(DFT)计算研究了过渡金属(LM)掺杂M2NO2型MXenes对其氢吸附吉布斯自由能(ΔG*H)的影响及对HER催化活性的增强作用。结果表明，Zr2NO2和Ta2NO2具有成为HER活性催化剂的潜力。与未掺杂M2NO2相对较弱的HER活性相比，掺杂LM原子后MXenes的HER催化活性被有效提高。通过对MXenes的电子结构及其与氢原子相互作用的研究可知，不同LM原子的掺杂是通过改变O原子的Bader电荷分布，从而影响O-H键的强度，进而改善MXenes在HER中的催化性能。
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| 关键词 ：
二维金属碳氮化物,
析氢反应,
第一性原理计算,
掺杂
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| 基金资助:国家自然科学基金资助项目(52062035)； 江西省主要学科学术和技术带头人(领军人才)培养计划(20213BCJ22056)； |
| [1] |
刘紫城童瑞杰李越湘彭绍琴. 室温固相法制备硼化铁及电催化分解水产氢性能[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2023, 47(2): 134-. |
| [2] |
陈建新 卫培垚 张艺伟 刘力章 冯斐 邵莉. LaFe0.5Co0.5O3光助-芬顿催化性能和催化机理[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2022, 46(4): 428-. |
| [3] |
黄佳妍冯刚叶闰平张荣斌. 不同Fe含量改性CeO2纳米管负载金催化CO氧化[J]. 南昌大学学报（工科版）, 2022, 44(3): 205-. |
| [4] |
邱深玉； 万海青. 基于非对称分子的全碳分子器件的负微分电阻及整流行为[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2016, 40(01): 39-. |
| [5] |
李金玉； 谢冰； 章少华. TiO2含量对倒装LED白光封装的发光性能的影响[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2015, 39(01): 56-. |
| [6] |
卓明鹏； 王怡萍； 胡海鸿； 李颖毅； 胡建东； 陈伟凡. 纳米钕基氧化物的溶胶-凝胶法制备及其催化性能[J]. 南昌大学学报（工科版）, 2014, 36(04): 311-. |
| [7] |
王海波；张向超. S-Ce共掺杂TiO_2薄膜的制备与表征[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2012, 36(05): 467-. |
| [8] |
罗广圣；姜贵文；李建德；李瑞林. La掺杂Ni-Zn铁氧体的结构和电磁性能[J]. 南昌大学学报（工科版）, 2012, 34(04): 347-. |
| [9] |
罗广圣； 姜贵文； 刘兵发； 周正有. 稀土元素掺杂Mn-Zn铁氧体的制备及磁性能[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2012, 36(02): 133-137. |
| [10] |
刘晓红； 章小明； 邹美捷. 钇掺杂LiCoPO_4正极材料的电化学性能研究[J]. 南昌大学学报（工科版）, 2012, 34(02): 124-. |
| [11] |
罗广圣; 姜贵文; 刘光华; 周正有. A位无序掺杂锰氧化物La2/3-xYxCa1/3-ySryMnO3的微结构和居里温度研究[J]. 南昌大学学报（工科版）, 2010, 32(04): 1-. |
| [12] |
李建德; 罗广圣; 姜贵文; 李文善; 周正有. Nd、Mn离子掺杂对铁氧体LaFeO_3的结构和性能影响[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2010, 34(03): 1-. |
| [13] |
辛勇; 赵书毅; 罗广圣; 胡凌燕; 陈国云; 文小庆. Zn掺杂对GdMnO体系的晶体结构影响[J]. 南昌大学学报（工科版）, 2009, 31(04): 1-. |
| [14] |
李文善; 罗广圣; 周正有; 姜贵文; 曹敬煜. Sr1-xYxFe12-xZnxO19永磁铁氧体的结构和磁性能[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2009, 33(04): 1-. |
| [15] |
姚林; 张宁; 吴欢文; 王瑞. 钒掺杂新型介孔材料V-UVM-7选择催化氧化异丁烯[J]. 南昌大学学报（理科版）, 2009, 33(01): 1-. |
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