Au纳米粒子负载的硼烯纳米片增强等离子体电催化氧气析出反应

《ChemCatChem》：Plasmon-Enhanced Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction by Au Nanoparticles-Supported Borophene Nanosheets

高效氧析出反应催化剂设计：通过金纳米颗粒修饰硼烯构建异质结构（Au@B），利用电子调控和光催化协同效应提升催化活性，过电位低至270mV（10mA/cm2），同时具有优异稳定性和大活性表面积。

　　

摘要

设计高效且稳定的电催化剂以实现氧演化反应（OER）对于可持续的水分解以生产氢气至关重要，而通过施加外部场（如光）可以进一步提高其活性。最近，基于硼烯的纳米结构由于具有独特的物理和化学特性，在催化OER方面展现了巨大潜力。在本研究中，通过在硼烯上修饰金纳米粒子（Au@B）构建了一种异质结构，并对其电催化性能进行了测试。硼烯抑制了金纳米粒子的聚集，同时它们之间的电子调控稳定了硼烯的电子缺失状态。此外，从金到硼烯的电子转移产生了大量的OER活性位点Au^δ+，而导电性的硼烯则促进了电子的有效离域。Au@B分别需要270 mV和299 mV的过电位才能达到10 mA cm^?2和50 mA cm^?2的电流密度。这些结果伴随着更快的反应动力学、较低的电荷转移电阻、较大的OER活性表面积以及优异的稳定性。此外，Au@B在可见光下表现出等离子体特性，硼烯有助于有效分离高能载流子，增强了内置的极化效应，进一步提升了OER活性。这项工作将促进设计和研究具有等离子体辅助催化活性的基于硼烯的异质结构，以应用于各种电化学反应。

图形摘要

金纳米粒子支持的硼烯纳米片（Au@B）中的电子相互作用产生了活性位点Au^δ+，从而提高了OER的反应动力学和电荷转移效率。此外，可见光照射增强了Au@B的固有极化效应，进一步提升了OER性能。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。