鲁效庆/王兆杰Chem. Eng. J.: 界面匹配促进分层海绵状NiFe-PBA/Ni3C(B)的析氧反应

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鲁效庆/王兆杰Chem. Eng. J.: 界面匹配促进分层海绵状NiFe-PBA/Ni3C(B)的析氧反应
电化学水分解产氢一直是人们关注的焦点。然而，缓慢的反应动力学，特别是析氧反应(OER)的多步质子耦合电子转移为实现高效分解水带来了瓶颈。具有优异电荷转移和众多活性位点暴露的合理界面结构在多相催化中起着至关重要的作用。
近日，中国石油大学(华东)鲁效庆、王兆杰等通过硼酸盐辅助策略制备了一种具有活性NiFe普鲁士蓝类似物和碳化镍界面(NiFe-PBA/Ni3C(B))的分级海绵状电催化剂。
鲁效庆/王兆杰Chem. Eng. J.: 界面匹配促进分层海绵状NiFe-PBA/Ni3C(B)的析氧反应
鲁效庆/王兆杰Chem. Eng. J.: 界面匹配促进分层海绵状NiFe-PBA/Ni3C(B)的析氧反应
受益于硼酸盐配体在热解和碳化过程中的原位解吸，产生了独特的分层结构。由金属有机骨架(NiFe 普鲁士蓝类似物)与金属过渡碳化物相(碳化镍)组成的最优电催化剂在1.0 M KOH溶液中，10 mA cm-2电流密度下 的OER过电位仅为196 mV，Tafel斜率为30.1 mV dec-1，强大的水氧化性能可归因于丰富的吸附位点和有效的界面相互作用。
鲁效庆/王兆杰Chem. Eng. J.: 界面匹配促进分层海绵状NiFe-PBA/Ni3C(B)的析氧反应
实验和密度泛函理论(DFT)计算表明，该催化剂结合了Ni2Fe(CN)6和Ni3C的几何和电子效应；OER的有利吉布斯自由能可归因于Ni3C中的Ni 3d和NiFe-PBA中的Fe 3d之间的杂化以及电荷在界面处积累。
这项工作不仅确定了硼酸盐在调节催化剂形态方面的关键作用，而且为构建和定制AWE中先进电催化剂的良好匹配界面提供了一种新方法。
Boosting Oxygen Evolution Reaction of Hierarchical Spongy NiFe-PBA/Ni3C(B) Electrocatalyst: Interfacial Engineering with Matchable Structure. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133524

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