Preview

Наносистемы: физика, химия, математика

Расширенный поиск

Эффект «скатывания» платинового слоя, полученного на поверхности никеля при взаимодействии с раствором H2PtCl6, и его электрокаталитические свойства в реакции выделения водорода при электролизе воды в щелочной среде

https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-5-630-633

Аннотация

Впервые показано, что слой платины получен на поверхности никелевой фольги в результате реакции гальванического замещения (ГРЗ) при взаимодействии с водным раствором H2PtCl6, при сушке на воздухе, частично свернут в неполностью сформированные микросвитки с уникальной трехмерной морфологией. Анализ стенки этих микросвитков методами FESEM, TEM, HR-TEM и SAED показал, что они пористые и образованы нанокристаллами платины размером 5‒10 нм, а плотность их упаковки по толщине стенки различается. Образцы никелевой фольги с нанесенным на их поверхность слоем микросвитков платины проявляют высокую электрокаталитическую активность в реакции выделения водорода (ВВР) при электролизе воды в щелочной среде. В частности, для электрода с платиновым слоем толщиной 120‒140 нм величина перенапряжения составляет 32 мВ, а тафелевская крутизна 32.5 мВ/дек.

Об авторах

M. V. Kaneva
Institute of Chemistry, Saint Petersburg State University
Россия


V. P. Tolstoy
Institute of Chemistry, Saint Petersburg State University
Россия


Список литературы

1. Prinz V.Y., Naumova E.V., Golod S.V., Seleznev V.A., Bocharov A.A., Kubarev V.V. Terahertz metamaterials and systems based on rolled-up 3D elements: designs, technological approaches, and properties. Scientific reports, 2017, 7, P. 43334.

2. Xu C., Wu X., Huang G., Mei Y. Rolled-up Nanotechnology: Materials Issue and Geometry Capability. Advanced materials technologies, 2019, 4, P. 1800486.

3. Zhang Z., Tian Z., Mei Y., Di Z. Shaping and structuring 2D materials via kirigami and origami. Materials Science and Engineering: R: Reports, 2021, 145, P. 100621.

4. Bola~nos Qui~nones V.A., Zhu H., Solovev A.A., Mei Y., Gracias D.H. Origami Biosystems: 3D Assembly Methods for Biomedical Applications. Advanced Biosystems, 2018, P. 1800230.

5. Krasilin A.A., Khrapova E.K., Nomine A., Ghanbaja J., Belmonte T., Gusarov V.V. Cations redistribution along the spiral of Ni-doped phyllosilicate nanoscrolls: energy modelling and STEM/EDS study. ChemPhysChem, 2019, 20(5), P. 719–726.

6. Krasilin A.A., Gusarov V.V. Redistribution of Mg and Ni cations in crystal lattice of conical nanotube with chrysotile structure. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics, 2017, 8(5), P. 620–627.

7. Khalisov M.M., Lebedev V.A., Poluboyarinov A.S., Garshev A.V., Khrapova E.K., Krasilin A.A., Ankudinov A.V. Young’s modulus of phyllosilicate nanoscrolls measured by the AFM and by the in-situ TEM indentation. Nanosystems: physics, chemistry, mathematics, 2021, 12(1), P. 118–127.

8. Krasilin A.A., Nevedomsky V.N., Gusarov V.V. Comparative Energy Modeling of Multi-Walled Mg3Si2O5(OH)4 and Ni3Si2O5(OH)4 Nanoscrolls Growth. The Journal of Physical Chemistry C, 2017, 121(22), P. 12495–12502.

9. Gurenko V.E., Tolstoy V.P., Gulina L.B. The effect of microtube formation with walls, containing Fe3O4 nanoparticles, via gassolution interface technique by hydrolysis of the FeCl2 and FeCl3 mixed solution with gaseous ammonia. Nanosystems: physics, chemistry, mathematics, 2017, 8(4), P. 471–475.

10. Gulina L.B., Gurenko V.E., Tolstoy V.P., Mikhailovskii V.Y., Koroleva A.V. Interface-Assisted Synthesis of the Mn3−xFexO4 Gradient Film with Multifunctional Properties. Langmuir, 2019, 35, P. 14983–14989.

11. Gulina L.B., Tolstoy V.P., Kasatkin I.A., Petrov Y.V. Facile synthesis of LaF3 strained 2D nanoparticles and microtubes at solution-gas interface. Journal of Fluorine Chemistry, 2015, 180, P. 117–121.

12. Gulina L.B., Tolstoy V.P., Solovev A.A., Gurenko V.E., Huang G., Mei Y. Gas-Solution Interface Technique as a simple method to produce inorganic microtubes with scroll morphology. Progress in Natural Science: Materials International, 2020, 30(3), P. 279–288.

13. Caballero-Manrique G., Garcia-Cardona J., Brillas E., Ja´en J.A., S´anchez J.M., Cabot P.L. Synthesis and Evaluation of PtNi Electrocatalysts for CO and Methanol Oxidation in Low Temperature Fuel Cells. Catalysts, 2020, 10(5), P 563.

14. Lyu X., Jia Y., Mao X., Li D., Li G., Zhuang L., Wang X., Yang D., Wang Q., Du A., Yao X. Gradient-Concentration Design of Stable Core-Shell Nanostructure for Acidic Oxygen Reduction Electrocatalysis. Advanced Materials, 2020, 32, P. 2003493.

15. Tolstoy V.P., Lobinsky A.A., Kaneva M.V. Features of inorganic nanocrystals formation in conditions of successive ionic layers deposition in water solutions and the Co(II)Co(III) 2D layered double hydroxide synthesis. Journal of Molecular Liquids, 2019, 282, P. 32–38.

16. Chen Z.-J., Cao G.-X., Gan L., Dai H., Xu N., Zang M.-J., Wang P. Highly dispersed platinum on honeycomb-like NiO@Ni film as a synergistic electrocatalyst for hydrogen evolution reaction. ACS Catalysis, 2018, 8(9), P. 8866–8872.

17. Zhou K. L., Han C. B., Wang Z., Ke X., Wang C., Jin Y., Yan H. Atomically Dispersed Platinum Modulated by Sulfide as an Efficient Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Science, 2021, 8(12), P. 2100347.

18. Li D., Chen X., Lv Y., Hang G., Huang Y., Liu W., Ni H. An effective hybrid electrocatalyst for the alkaline HER: Highly dispersed Pt sites immobilized by a functionalized NiRu-hydroxide. Applied Catalysis B: Environmental, 2020, 269, P. 118824.

19. Zhao Y., Gao Y., Chen Z., Li Z., Ma T., Wu Z., Wang L. Trifle Pt coupled with NiFe hydroxide synthesized via corrosion engineering to boost the cleavage of water molecule for alkaline water-splitting. Applied Catalysis B: Environmental, 2021, 297, P. 120395.

20. Bao X., Gong Y., Zheng X., Chen J., Mao S., Wang Y. Highly performed platinum nanosheets synthesized under in situ reaction conditions for hydrogen generation. Journal of Energy Chemistry, 2020, 51, P. 272–279.

21. Yihui Z., Pengfei T., Hongliang J., Jingren M., Lu M., Xiaozhi S., Yu W., Yunxiang L., Yihua Z., Li S., Chunzhong L. Synergistic Effect of Platinum Single Atoms and Nanoclusters Boosting Electrocatalytic Hydrogen Evolution. CCS Chemistry, 2020, 3(10), P. 2539–2547.


Рецензия

Для цитирования:


Kaneva M.V., Tolstoy V.P. Эффект «скатывания» платинового слоя, полученного на поверхности никеля при взаимодействии с раствором H2PtCl6, и его электрокаталитические свойства в реакции выделения водорода при электролизе воды в щелочной среде. Наносистемы: физика, химия, математика. 2021;12(5):630-633. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-5-630-633

For citation:


Kaneva M.V., Tolstoy V.P. The “rolling up” effect of platinum layer obtained on nickel surface by interaction with solution of H2PtCl6 and its electrocatalytic properties in hydrogen evolution reaction during water electrolysis in alkaline medium. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2021;12(5):630-633. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2021-12-5-630-633

Просмотров: 97


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-8054 (Print)
ISSN 2305-7971 (Online)