AFM: 氧化镍纳米晶与聚合物氮化碳之间建立导电界面实现高效电催化析氧反应

吕佳慧JiahuiLyu

2019-08-12

对于电催化析氧反应，将过渡金属氧化物催化剂与导电碳质材料组合是改善导电性的可行方法。然而，由于金属氧化物和碳之间的界面电阻仍然很大，从而阻碍了催化中的电荷传输，导致电催化性能通常并没有非常明显的改善。近日， Chengan Liao（中南大学）等人共同合作，通过将导电性差的NiO纳米颗粒与半导电碳氮化物（CN）之间构造了导电界面。在KOH溶液和磷酸盐缓冲盐水的电解液中，NiO/CN表现出比相应的NiO和CN大大提高的析氧反应（OER）性能，同时也优于NiO/C、商业RuO₂以及大多数的NiO基催化剂。 X射线光电子能谱和扩展的X射线吸收精细结构光谱表明在NiO和CN之间形成金属Ni-N键。密度泛函理论计算表明，通过Ni-N键连接的NiO和CN对OER中间体吸附具有低吉布斯能量，这不仅改善了电荷的转移，同时还促进了OER中质量的传递。 CN与包括Co₃O₄，CuO和Fe₂O₃的其它过渡金属氧化物之间普遍存在金属氮键合的导电和高活性界面，可以作为有效水分解的廉价催化剂。

Chengan Liao, Baopeng Yang, Ning Zhang, Min Liu, Guoxin Chen, Xiaoming Jiang, Gen Chen, Junliang Yang, Xiaohe Liu, Ting Shan, Chan Ying, Jui Lu, Renzhi Ma, Wei Zhou, Constructing Conductive Interfaces between Nickel Oxide Nanocrystals and Polymer Carbon Nitride for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction. Adv. Funct. Mater. 2019, 1904020. 

DOI: 10.1002/adfm.20190402

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201904020