ACS Energy Lett.: Ni-Fe层状双氢氧化物在OER中的强催化剂-载体相互作用

雨辰

2020-09-28

催化剂与载体之间的强相互作用在非均相催化中起着关键作用，正如高温气相化学（如水煤气变换反应）中已充分证明的那样。然而，对于如何利用催化剂-载体的相互作用来优化水性电化学中的催化活性，仍然缺乏深入的了解。

有鉴于此，复旦大学张黎明研究员等人，通过合理设计的电催化剂/载体界面可以极大地提高镍铁层状双氢氧化物(NiFeLDH)在水氧化中的整体电催化活性。

本文要点

1）具体来说，使用Co作为非贵金属载体，与传统的电催化载体如氟/铟掺杂氧化锡(FTO/ITO)和玻碳相比，NiFeLDH的活性大大提高了10倍。

2）光电子能谱、原子力显微镜和透射电子显微镜表征发现，NiFeLDH/Co活性的增强归因于通过Co的加入在NiFeLDH表面原位形成了多孔的无定形NiFeCoOxHy层，这极大地促进了外表面金属中心的氧化还原化学，并将催化剂的电导率提高了2个数量级。

3）原位XAS实验证明了镍、铁和钴之间的强协同效应，表明只有在钴载体存在的情况下，才能观察到具有更高OER催化活性的镍(铁)原子以及更短的镍(铁)-氧键长度和更低的配位数。

总之，该工作强调了合理设计电催化剂/载体界面的重要性，并为通过结合催化剂和载体并产生协同作用设计和开发高活性电催化系统提供了新的范例。

参考文献：

Haoyang Gu et al. Strong Catalyst–Support Interactions in Electrochemical Oxygen Evolution on Ni–Fe Layered Double Hydroxide. ACS Energy Lett., 2020.

DOI: 10.1021/acsenergylett.0c01584

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c01584