Fe掺杂NiCo-LDH的制备及OER催化性能

层状双金属氢氧化物(LDH)因具有组成和结构易于调变等优势而被广泛用作析氧反应(Oxygen evolution reaction,OER)催化剂。通过溶剂热法合成了由二维纳米片组成的花状结构的NiCo-LDH材料,并利用Fe离子对其进行刻蚀,合成了Fe掺杂的NiCo-LDH。在OER催化性能测试中,与未刻蚀的NiCo-LDH相比,在电流密度为10 mA·cm^(-2)时,Fe掺杂的NiCo-LDH材料的过电位仅为273 mV,塔菲尔斜率为98 mV·dec^(-1),OER性能显著提升。此外,所合成的Fe掺杂的NiCo-LDH材料还表现出良好的长期稳定性,经过16 h的连续测试,其OER催化活性仍然能保持在80%。Fe离子刻蚀使NiCo-LDH纳米片具有较多的边缘缺陷,能够提供更多的边缘位点作为活性中心;并且Fe离子的引入改变了NiCo-LDH的电子结构,增加了LDH的层间距离,从而有效改善了催化剂的催化活性和动力学性能。

二维褶皱状镍钴层状双金属氢氧化物的合成

层状双金属氢氧化物(简称LDH)是一类应用广泛的二维无机纳米材料,传统方法制备得到的LDH多是紧密堆积的二维刚性纳米片。本文采用一步水热法制备得到较大面积的多褶皱二维柔性镍钴LDH纳米片,并通过透射、扫描电镜等仪器对其进行表征。水热法制备得到的镍钴LDH纳米片表面褶皱密集从而带来足够多缺陷,为该纳米片的后续应用提供了良好的前景。