Advanced Energy Materials:L-BN是在氧化电位下的催化反应中催化剂的理想载体

催化剂载体是负载型催化剂的组成之一,能够有效的抑制催化剂在反应过程中的团聚,提高催化剂稳定性和使用寿命。目前常用的载体是碳基材料,包括碳黑,碳纳米管,石墨烯等,然而在电解水析氧反应(OER)中氧化电位较高,碳基材料会被逐渐氧化形成气体,从而导致催化剂的团聚影响催化性能。

六方氮化硼(h-BN)俗称白石墨,具有密度低、表面积大、成本低等特点。更重要的是,与碳基材料相比,氮化硼具有较高的化学和热稳定性,能够抵抗电化学腐蚀。但是BN层间绝缘,导电性差,阻碍了其在电催化中的应用。最近的理论和实验结果表明,通过引入层间B-B偶极相互作用,可以在BN中生成中隙态,从而形成层间导电通道,电导率显著提高。

刘辉等人采用C,O共掺杂的BN纳米球(BNC,O)作为前驱体,经纳秒脉冲激光辐照后BNC,O样品中的O元素减少形成O空位,导致层间B原子相互吸引形成B-B键从而显著提升了导电性。同时经激光辐照后,样品中形成了C-N=C官能团,可与Ir原子结合获得电子诱使Ir催化剂在OER过程中表现出高于+4的价态,从而提升催化活性;另一方面,C-N=C与Ir催化剂能够有效抑制催化剂的团聚,提升稳定性。该工作表明L-BN是在氧化电位下的催化反应中催化剂的理想载体。相关结果发表在Advanced Energy Materials(DOI: 10.1002/aenm.201902521)上。