ACS Catalysis：构建富氧缺位CO3O4与晶态−非晶态NiFe-LDH异质界面用于OER

Nanoyu

2021-11-12

开发高性能电催化剂是优化析氧反应（OER）缓慢动力学的有效策略。

近日，北京科技大学王戈教授，黄秀兵报道了合成了一种以一维（1D）Co₃O₄纳米线为核，二维（2D）NiFe-LDH纳米片为壳的泡沫镍（NF）负载的电催化剂（NiFe-60/Co₃O₄@NF）。

文章要点

1）研究人员首先合成了Co(OH)F@NF，在接下来的热解过程中，使用Co(OH)F@NF作为前驱体，制备出Co₃O₄@NF，最后以Co₃O₄@NF为基体进行电化学沉积，在真空干燥一夜后获得NiFe-60/Co₃O₄@NF产物。

2）在Co₃O₄的前驱体Co(OH)F中引入氟，提高了Co₃O₄的热稳定性，显著增加了规则分布的氧空位，而电化学沉积的NiFe-LDH纳米片具有晶态/非晶态的杂化结构。结果表明，NiFe-LDH生成的Ni物种和Co(OH)F生成的Co₃O₄的异质界面促进了Co和Fe物种之间的相互作用，促进了电子转移。同时，还测定了Co₃O₄中氧空位与NiFe-LDH中非晶区配位不饱和Fe物种之间的相互作用，最终完成了电子回溯。

3）实验结果显示，所设计的NiFe-60/Co₃O₄@NF电催化剂，只需要221mV和257mV的低过电位就可以分别提供100和500 mA cm⁻²的电流密度，并且在放电过程中具有34.6mV dec⁻¹极小的塔菲尔斜率很小。

这项研究为设计高性能的OER和其他催化反应的电催化剂提供了一种独特策略。

参考文献

Junjun Lv, et al, Constructing a Hetero-interface Composed of Oxygen Vacancy-Enriched Co₃O₄ and Crystalline−Amorphous NiFe-LDH for Oxygen Evolution Reaction, ACS Catal.2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c03960

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03960