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曲阜師范大學呂曉霞課題組通過離子刻蝕和原位氧化還原策略,以ZIF-8為前驅物,制備出銀負載的中空層狀雙金屬氫氧化物(Ag@H-Co-LDH),基于改材料的空心結構和更高價態的Co物種,展現出優異的OER電催化活性和穩定性。
層狀雙金屬氫氧化物(LDH)結構因其成分可調、結構可控且易于與其他材料復合而被認為是最有前途的OER電催化劑之一。然而,傳統的LDH結構不穩定、導電率低、內在活性差,嚴重阻礙了其在OER領域的應用。
基于以上考慮,作者通過離子刻蝕反應,將ZIF-67轉化成H-Co-LDH,研究表明這種從ZIF繼承來的LDH材料具有更加穩定的中空多面體結構,有利于反應過程中反應物的加速轉化和氣態產物的釋放。在進一步的研究中,作者通過一步巧妙的原位氧化還原反應,成功的將銀納米顆粒負載在穩定的H-Co-LDH結構上,增強了材料本身的導電性。同時,反應物Ag+將H-Co-LDH中的鈷離子部分氧化成為具有優異OER活性的Co(Ⅳ)位點,成功提高了材料的內在活性。
圖1 (A) H-Co-LDH和Ag@H-Co-LDH Co 2p軌道的XPS精細譜;(B) Ag@H-Co-LDH的SEM圖像;(C)各催化材料的LSV性能圖 通過分析材料的XPS,SEM和LSV等數據,表明獨特的空心結構和Co(Ⅳ)位點是Ag@H-Co-LDH具有高OER活性的主要原因,該材料只需297 mV的過電勢就可以達到10 mA cm-2的高電流密度。這項工作為LDH材料在OER領域的應用提供了一種新的思路。 論文信息 Hollow Co-Based Layered Double Hydroxide Decorated with Ag Nanoparticles for the Oxygen Evolution Reaction Xingyu Gan, Xinjie Guo, Suozhu Li, Yun Wang, Fengxiang Wang, Dr. Xiaoxia Lv 本文第一作者是曲阜師范大學碩士生甘星宇同學。 ChemElectroChem DOI: 10.1002/celc.202200114

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