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Small Methods: 开放环境下利用火焰快速制造氧缺陷提高镍铁双羟基复合氢氧化物析氧活性

氧空位在调控金属氧化物/氢氧化物的电催化性能中扮演了十分重要中的角色,但如何快速、安全地向金属氧化物/氢氧化物引入高浓度氧空位仍是一个亟待解决的问题。之前的研究中,等离子体,氢氩混合气,乙二醇等具有还原性的处理方法或试剂曾被用来有效地向金属氧化物/氢氧化物中引入氧空位,但这些方法对仪器设备要求高,装置复杂,而且耗时较长,很难满足未来的工业化发展。在之前的研究基础上(Nano Lett., 2017, 17 (6), 3854-3861;Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1701694),北京化工大学孙晓明课题组和Stanford University的Xiaolin Zheng课题组合作,通过利用还原性火焰焙烧的方法,向镍铁层状双氢氧化物(NiFe-LDHs)中快速引入高浓度氧空位并有效调控其中金属位点的电子结构。这种方法操作简单,效率高,在开放环境中仅需30s,就可以实现向NiFe-LDHs纳米片引入高浓度氧空位和大量纳米级六边形缺陷。

Small Methods: 开放环境下利用火焰快速制造氧缺陷提高镍铁双羟基复合氢氧化物析氧活性

制备得到的具有高浓度氧空位和富电子结构金属位点的NiFe-LDHs纳米片,在碱性条件下表现出了优异的析氧反应催化性能。其起峰电位低至1.40 V (相对于可逆氢电极),在20 mA/cm2的工作电流下,持续工作超过10小时,电流密度只有不超过7%的衰减。这种快速、安全的还原性火焰快速焙烧处理方法,对未来光催化/电催化高效催化剂的设计,催化剂产业化有这十分重大启示作用。

相关文章在线发表在Small MethodsDOI:10.1002/smtd.201800083)。

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