南师大邱晓雨Appl. Catal. B.:选择性相分离构建强耦合异质界面用于析氧反应

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析氧反应(OER)是各种电化学转化系统(即水分解装置、金属-空气电池)中关键的电催化过程之一,它需要较低的活化能和较快的转化动力学以实现最大的功率输出。故开发具有受控结构和化学成分的非贵金属基化合物用于高效OER已成为热点。

因此,南京师范大学邱晓雨团队通过一种自上而下和位点选择性的阴离子蚀刻方法,从NiCo普鲁士蓝类似物(PBA)立方体中逐步雕刻出NiCo(OH)2/NiS2凹形异质笼(CHC)。

南师大邱晓雨Appl. Catal. B.:选择性相分离构建强耦合异质界面用于析氧反应

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DFT计算表明,这种不添加额外金属源的策略会产生具有中空、凹面和超薄(~16.2 nm)结构,可获得丰富的活性位点,调整电子结构,并诱导Ni的强晶格应变。

在OER过程中,NiCo(OH)2/NiS2 CHC上电流密度为10.0 mA cm-2仅需258.0mV的过电位,Tafel斜率为38.3 mV dec-1,并且在1.0 M KOH中具有良好的长期耐久性。

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总之,本工作建立了一个新概念以合成一系列异质结构(即NiCo(OH)2/NiS2、NiCoB/NiS2、NiCoP/NiS2)。其形成机制包括:

(i)S2-的阴离子蚀刻不足优先在边缘和角落;

(ii)内部PBA交叉上的二次阴离子蚀刻,其中控制溶解和重建动力学以确定最终形状。选择性阴离子蚀刻挑战了传统的种子介导的生长以构建明确的异质结构,这为非贵金属纳米结构的各种功能的基础研究和实现开辟了新途径。

Top-Down and Facet-Selective Phase-Segregation to Construct Concave Nanocages with Strongly Coupled Hetero-Interface for Oxygen Evolution Reaction. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120727

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