氧析出反應(yīng)（OER）在電解水工業(yè)和可充電金屬-空氣電池領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。鎳鐵水滑石（NiFe LDH）作為優(yōu)異的堿性體系OER催化劑得到了廣泛的研究。如何進(jìn)一步提高NiFe LDH本征催化性能,并從理論上深入揭示NiFe LDH材料的催化機(jī)制尤為重要。本文首先在實(shí)驗(yàn)上開發(fā)出了一種簡(jiǎn)單高效氧缺陷NiFe LDH（Ov-NiFe LDH）的制備方法,利用NaBH4微還原的方式可控的將氧缺陷引入到NiFe LDH中,保持催化劑陣列結(jié)構(gòu)的同時(shí),達(dá)到了 10mA/cm2的電流密度下200 mV的過(guò)電位的催化效果。運(yùn)用密度泛函理論（Density Functional Theory,DFT）進(jìn)一步理解Ov-NiFe LDH的催化機(jī)制,發(fā)現(xiàn)氧缺陷的存在能夠提升Ni-Fe橋位催化中心的電子云密度,調(diào)控活性中心的價(jià)態(tài),使得OER過(guò)程的決速步（Potential-Determining Step）過(guò)電勢(shì)大大降低。結(jié)合實(shí)驗(yàn)上的線索,為了深入探究氧缺陷的提高NiFe LDH催化性能的機(jī)制,我們構(gòu)建了 Ov-NiFe LDH結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)對(duì)比氧缺陷Ni位點(diǎn),氧缺陷Fe位點(diǎn)和傳統(tǒng)Fe位點(diǎn)OER過(guò)程的Gibb... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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圖１－１開發(fā)高效多金屬ＯＥＲ催化劑的策略ｔ％

ａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＮｉＦｅ?ＬＤＨ／ＣＮＴｓ［３４］．??Ｓａｓｈｉ［３５］等在ＮｉＦｅ?ＬＤＨ材料的而基礎(chǔ)上，通過(guò)剝層制備了?ＬＤＨ單片成的ＯＥＲ催??化劑材料，單片層的ＬＤＨ為正電荷態(tài)。作者通過(guò)在體系中引入負(fù)電荷的ｒＧＯ，依靠??電荷間相互作用力，混合制備除了?ＮｉＦｅＬＤＨ－ｒＧＯ超晶格復(fù)合催化劑材料。??Ｇｒａｐｈｅｎｅ?Ｇ?＋?Ｈ??＾?＾?ｍ??ＬＤＨ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ?Ｓｕｐｅｒｌａｔｔｌｃ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?Ｗａｔｅｒ?ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ??圖１－４?ＮｉＦｅ?ＬＤＨ－ｒＧＯ合成路線示意圖間。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｈｅｔｅｒｏ－ｓａａｅｍｂｌｉｎｇ?ＮｉＦｅ?ＬＤＨ－ｒＧＯ［３５］．??單片層的催化劑ＬＤＨ納米片和導(dǎo)電石墨烯分子中超晶格結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用獲得了??堿性條件下０．２１?Ｖ的ＯＥＲ過(guò)電位。并且經(jīng)過(guò)電解水器件化測(cè)試，該催化劑僅需要１．５??Ｖ的單電池驅(qū)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)高效，長(zhǎng)久電解水反應(yīng)。這種新型分子級(jí)別超晶格復(fù)合策略，??為開發(fā)耐久，高效的雙功能催化劑提供了新的思路。除了基于ＮｉＦｅ?ＬＤＨ催化劑復(fù)合??材料的制備，５１１１１１３６］等利用水熱液相反應(yīng)在泡沫鎳基底上構(gòu)筑了?３Ｄ骨架ＮｉＦｅＬＤＨ陣??列結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)測(cè)試表征，得知ＮｉＦｅ?ＬＤＨ陣列特殊的結(jié)構(gòu)促使ＯＥＲ過(guò)程展現(xiàn)出較高的??６??

學(xué)碩士學(xué)位論文???Ｃｈｉｒｇ＾ｉ０ｓｐｃ＞ｒｔ?Ｂｉｉｆｆｉｒ?ｆｏｒ?ｖｏｌｙｍｉ?ｔｈｍｍ??ｆ?Ｓ＝??圖ｌ－６Ｎｉ（ＯＨ）２納米網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)圖［３９］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ａｄｖａｎｔａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｎｉ（ＯＨ）２?ｎａｎｏｍｅｓｈ【３９】．??針對(duì)在水滑石電催化劑中引入缺陷的方法學(xué)上，＼＾叫［４（）］等利用等離子照射處理??ＣｏＦｅＬＤＨ成功地實(shí)現(xiàn)缺陷引入和水滑石剝層兩種處理效果（圖１－７）。等離子體在可是??水滑石納米片的過(guò)程中，高能量的粒子營(yíng)造了包括０，?Ｆｅ，Ｃｏ在內(nèi)的多種原子級(jí)缺??陷。有趣的是，等離子體也同時(shí)減弱甚至消除了水滑石層板間的靜電相互作用，使得??超聲處理之后成功剝離了水滑石層板。脫落的超�。茫铮疲澹蹋模燃{米片具有多樣的活性??邊緣為點(diǎn)，在電化學(xué)測(cè)試中變現(xiàn)了良好的０ＥＲ性能。??ｒ——￣￣ｎ?＊：＊：？：＊：＊：＊：？；＊??＾?Ｋｋｃｌｒａｄｅ?＾?ｌ?＊：？：＊：＊：？：？：＊：？?：?Ｉ?；?：?：?＊?＾Ｖｆ??Ｒｅａｃｔｏｒ??ｆｔｏ??ｈ＿、〇ｄｂｄｖｗ?ｊ０ａｉｉｒ￣?？?〇???Ｔ??ｒ，??＝?３Ｓｆｅ??Ｐｍ．ｔｏＣｏＦ．ＬＤＨ?ｍＳＳＳＳＴ??圖１－７水等離子體剝離ＣｏＦｅＬＤＨ納米片的示意圖Ｍ］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ?ｐｌａｓｍａ?ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ?ｏｆ?ＣｏＦｅ?ＬＤＨ?ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ［４０ｌ??等離子體的刻蝕造缺陷的作用在水滑石材料上顯現(xiàn)出了優(yōu)越的便捷性和可靠性，??基于不同的等離


本文編號(hào)：3269554