ACS Catal：通过高温处理Ni(OH)2制备的碱性介质中具有更高的析氧活性和稳定性的高价氧化镍

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2020-03-05

众所周知，氢氧化镍（II）可以在碱性介质中进行析氧反应（OER）特别是当铁掺入其晶格中时。氢氧化镍（II）的适度热处理（≤700°C）导致形成氧化镍（II）（纳米）颗粒，热处理温度越高，其OER活性越低。近日，马丁路德·哈勒维腾贝格大学Michael Bron等人研究即使在更高的温度下（900°C下60分钟）在空气中对氢氧化镍（II）进行热处理，所得到的氧化物材料的OER活性也优于氢氧化镍（II）。类似地，与氢氧化镍（II）相比，在电化学条件下氧化镍（II）的稳定性增加。相关内容发表在《ACS Catalysis》上。

文章要点：

1）XRD分析表明，直到900°C的热处理，NiO都存在立方相，在1000°C时会转变为单斜晶相。

2）通过XPS确定所有样品的Ni³⁺含量均随温度升高而增加，但到目前为止，最高的是900和1000°C的样品。该结果得到了拉曼光谱的验证，这些样品上显示出Ni–O–H结合特性的强烈变化。

3）通过评估峰值位置和NiOOH上升特征振动强度的比值，原位拉曼光谱表明表面已经与1000°C处理的样品的单斜结构相似，而该1000°C样品具有仅略微增强了OER活性。此外，由于Ni³⁺的量增加，立方NiO表面的无序增加也被认为是观察到的活性增加的原因。

总的来说，对高温处理的氧化镍的基本了解可能有助于解决OER电催化剂目前的稳定性问题，并可能有助于利用碱性电解作为可再生能源供应的重要关键技术。

Matthias Steimecke, et al,. Higher-Valent Nickel Oxides with Improved Oxygen Evolution Activity and Stability in Alkaline Media Prepared by High-Temperature Treatment of Ni(OH)₂, ACS Catal. ,2020

DOI: 10.1021/acscatal.9b04788

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.9b04788