石河子大学JPS文章：化学裁剪法制备镍铁水滑石纳米剑用于电解水制氢

氢能作为一种可持续的清洁能源，吸引力全世界的广泛关注。其中，电解水技术被认为是制备氢气的有效途径。目前，贵金属催化剂通常被用来作为电解水催化剂，但因其成本高、稳定性差等不足，限制了大规模的普及应用。因此，制备活性高、稳定性好的非贵金属电催化剂极为迫切。

近日，石河子大学化学化工学院碳中和与环境催化剂技术研究团队（Carbon Neutralization and Environmental Catalytic Technology Laboratory，CN&ECTec Lab）通过SiCl₄剪裁二维NiFe-LDH纳米片得到了具有纳米剑结构的NiFe-LDH材料。NiFe-LDH纳米剑具有丰富的M-O-Si（M=Ni、Fe）结构，更有利于电子转移，易于反应中间体的形成，在OER过程中增强了对-OH、-O和-OOH的吸附,在HER过程中吸附H自由基所需能量更小，有利于电解水反应。在1.0 M KOH电解液中，NiFe-LDH纳米剑催化剂在电流密度为10 mA•cm^-2时的电压为1.728 V，表现出了优异的全水解性能和稳定性。该策略为富羟基化合物的修饰提供了一条新的思路。

图1. 镍铁水滑石纳米剑用于电解水制氢

图2. (a-c) NiFe LDH的SEM、TEM图谱 (d-f) Tailored-NiFe-LDH 的SEM、TEM图像 (g-j) Tailored-NiFe-LDH的元素分布图像

图3. (a) LSV曲线;(b)塔费尔斜率;(c) EIS光谱;(d) NiFe-LDH和Tailored-NiFe-LDH的稳定性。(e) LSV曲线的HER性能(内:稳定性)；(f) EIS光谱。

图4. OER过程的原位拉曼图 (a) NiFe-LDH, (b) Tailored-NiFe-LDH; HER过程的原位拉曼图 (c) NiFe-LDH (d) Tailored-NiFe-LDH

图5. PDOS 图(a) NiFe-LDH, (b) Tailored-NiFe-LDH; 吸附能 (c) OER 过程 (d) 吸附氢; 全水解性能 (e) LSV 曲线和 (f) 稳定性

相关工作在国际知名期刊Journal of Power Sources 上发表。论文共同第一作者为石河子大学研究生郁洁和刘莺，通讯作者为于锋教授、王富副教授和张丽莉研究员。

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Chemical scission derived two-dimensional NiFe layered double hydroxide nanoswords for efficient water splitting

Jie Yu^#, Ying Liu^#, Feng Yu*, Zhisong Liu, Huhu Wang, Banghua Peng, Gang Wang, Chundong Wang, Chee Kok Poh, Fu Wang*, Lili Zhang*

J. Power Sources, 2022, 551, 232200, DOI: 10.1016/j.jpowsour.2022.232200