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Enregistrement W4401694999 · doi:10.1149/ma2024-01483085mtgabs

Ambient Deposition of Single Atoms for Enhancement of Nanostructured Metal Oxide Electrode Catalytic Performance

2024· article· en· W4401694999 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueCatalytic Processes in Materials Science
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMaterials scienceElectrodeOxidePerformance enhancementCatalysisDeposition (geology)MetalChemical engineeringAtomic layer depositionNanotechnologyOptoelectronicsInorganic chemistryMetallurgyChemistryThin filmPhysical chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Single-atom decoration represents cutting-edge technology for enhancing heterogeneous catalysis by utilizing the unique capabilities of catalysts at the atomic level. However, the high surface energy of single atoms often causes them to aggregate, forming nanoparticles [1]. To address this challenge, we first modify the surface structure by synthesizing nanostructured support layers, such as TiO 2 nanotubes, TiO 2 nanosheets, and NiO nanosponge. Especially TiO 2 nanotubes and NiO nanosponge pose relevant support layers due to their favorable attributes, including a high surface-to-volume ratio, abundance, and excellent chemical stability, while TiO 2 nanosheets serve as model system. Vertically aligned, well-ordered, self-organized oxide nanostructures can be conveniently fabricated through anodization, allowing precise control over the geometry of the nanotubes and nanopores [2,3]. Well-defined atomic-scale defects on the surface of the supports are generated to immobilize single-atom co-catalysts. Therefore, defect engineering techniques typically require high-temperature thermal reduction. We present more gentle defect-engineering approaches, including room-temperature sonochemical treatment or UV-light irradiation. By combining these approaches, we are able to effectively trap Pt and Ir single atoms. We present a direct method utilizing UV-light radiation to induce point defects, specifically Ti 3+ and oxygen vacancies (V O ) onto the surface of TiO 2 nanosheets and efficiently decorate them with Pt single atoms [4]. Our findings demonstrate that sonochemically treated TiO 2 nanotubes provide a remarkable substrate for single-atom decoration from dilute solutions, resulting in promising performance in H 2 evolution catalysis and renewable energy conversion. Additionally, the role of V single-atom decoration in ultrasonic treatment of support materials is investigated. Thermal annealing in a reductive atmosphere induces the formation of numerous defects, facilitating the anchoring of single Ir atoms onto the surface of annealed NiO nanostructures. Additionally, the novel ultrasound-driven method stabilizes these Ir atoms within the porous structure. By employing both approaches, we effectively trap Ir single atoms, thereby enhancing the efficiency of the oxygen evolution reaction in electrocatalysis [5]. The characterization of the electrodes is conducted using microscopy techniques (FESEM, TEM, and HAADF-STEM) and spectroscopy (XPS and ToF-SIMS) [6]. Gas chromatography is employed to evaluate the H 2 photocatalytic performance of TiO 2 electrodes, while linear sweep voltammetry is utilized to assess the H 2 and O 2 electrochemical activity of NiO electrodes [5]. Our findings highlight the significant enhancement of photo- and electrocatalytic efficiency of nanostructured oxide electrodes modified with highly stable single-atom co-catalysts by gentle treatments. References [1] L. Zhang, X. Zhao, Z. Yuan, M. Wu, H. Zhou, Oxygen defect-stabilized heterogeneous single atom catalysts: preparation, properties and catalytic application, J. Mater. Chem. A. 9 (2021) 3855–3879. https://doi.org/10.1039/D0TA10541D [2] S. Hejazi, S. Pour-Ali, M.S. Killian, S. Mohajernia, One-dimensional suboxide TiO 2 nanotubes for electrodics applications, Electrochem. Commun. 136 (2022) 107246. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2022.107246. [3] U. Sultan, F. Ahmadloo, G. Cha, B. Gökcan, S. Hejazi, J.E. Yoo, N.T. Nguyen, M. Altomare, P. Schmuki, M.S. Killian, A High-Field Anodic NiO Nanosponge with Tunable Thickness for Application in p-Type Dye-Sensitized Solar Cells, ACS Appl. Energy Mater. 3 (2020) 7865–7872. https://doi.org/10.1021/acsaem.0c01249. [4] S. Hejazi, S. Mohajernia, B. Osuagwu, G. Zoppellaro, P. Andryskova, O. Tomanec, S. Kment, R. Zbořil, P. Schmuki, On the Controlled Loading of Single Platinum Atoms as a Co-Catalyst on TiO 2 Anatase for Optimized Photocatalytic H 2 Generation, Adv. Mater. 32 (2020) 1908505. https://doi.org/10.1002/adma.201908505. [5] S. Hejazi, H. Mehdi-pour, C.O. Otieno, J. Müller, S. Pour-Ali, M. Shahsanaei, S.S. Tafreshi, B. Butz, M.S. Killian, S. Mohajernia, Room-temperature defect-engineered titania: An efficient platform for Pt single atom decoration for photocatalytic H 2 evolution, Int. J. Hydrogen Energy. 51 (2024) 222–233. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.08.126. [6] K. Toukabri, S. Hejazi, M. Shahsanaei, S. Pour-Ali, A. Kosari, B. Butz, M.S. Killian, S. Mohajernia, Spontaneous Deposition of Single Platinum Atoms on Anatase TiO 2 for Photocatalytic H 2 Evolution, Langmuir. 40 (2024) 4661–4668. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.3c03316.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,688

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,247
Écart entre enseignants0,235 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle