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?【DFT+實驗】天大/西交Nat. Commun.：重構Ir-O-Mo，助力酸性水氧化！

在電化學條件下，表面重構產生真正的活性物種，因此有針對性地合理調控重構是構建高活性催化劑的關鍵。基于此，天津大學鄒吉軍教授和黃振峰教授、西安交通大學楊貴東教授等人報道了使用高價態Mo調控的斜方晶系Pr₃Ir_1-xMo_xO₇（xMo-PIO）作為模型來激活晶格氧和陽離子，實現定向和加速表面重構，以產生自終止Ir-O_bri-Mo（Obri代表橋接氧）活性物種，對酸性水氧化具有高活性。結果表明，優化后的催化劑活性最佳，過電位為259 mV，達到10 mA cm_geo^?2，比未摻雜的催化劑低50 mV，穩定性優于未摻雜的催化劑。

通過DFT計算，作者研究了Mo取代不同金屬位點的概率以及相應的摻雜Pr₃IrO₇的幾何和電子結構。對比Pr位點取代（Pr(1)為7.94 eV，Pr(2)為9.57eV）而言，Ir位點取代（0.25 eV）的形成能更有利，表明Mo原子更傾向于占據6個配位Ir位點。同時，觀察到明顯的晶格畸變。沿c軸Ir-O(3)-Ir(Mo)角的增大可能意味著Ir(Mo)-O共價的增加和晶格氧原子的活化。

通過從(Mo-)Pr₃IrO₇的總電荷密度中減去Ir、Mo、Pr和O原子的部分電荷密度，實現了差異。在Ir位點周圍觀察到明顯的電荷積累，同時在Mo位點周圍觀察到電荷耗盡。Bader電荷分析進一步量化了Mo-PIO的Ir原子比PIO表現出更低的電荷損耗，表明電子從Mo轉移到Ir。

通過對投影態密度（PDOS）進行積分，可得到O 2p波段中心和Ir 5d波段中心，兩者之差則表示電荷轉移能。較低的電荷轉移能表明對比PIO，Mo-PIO的Ir-O共價增加，表明晶格氧活性增加。O 2p-band中心的減小主要是由O₍₁₎和O₍₂₎引起的，而Ir-O共價的增大，有利于晶格氧的反應性。

Reconstructed Ir-O-Mo species with strong Br?nsted acidity for acidic water oxidation. Nat. Commun., 2023, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-39822-6.

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