NiFe-LDH-MOF复合催化剂的构筑及其电催化水分解析氧性能研究

[12]。本实验是在非法拉第电流的0.28-0.38Vvs.Hg/HgO电势区间，测试不同催化剂在不同扫描速率（20、40、60、80和100mVs-1）下的CV曲线，电容电流随扫速线性变化。图3-7中的(a-d)部分分别展示出NiFe-LDH/MOF、NiFe-LDH以及Ni-MOF在一系列扫描速率下的循环伏安特性曲线，图3-7d呈现了借助线性拟合电容电流密度对扫描速率曲线而估算得出的双电层电容值。从图中可以看出NiFe-LDH/MOF复合催化剂的Cdl值为6.83mFcm-2大于NiFe-LDH（5.86mFcm-2）和Ni-MOF（4.05mFcm-2）。借助实验观察发现，NiFe-LDH/MOF复合催化剂呈现出明显增大的表面粗糙度，由此推断其电化学活性表面积也有了相应的提升，即暴露更多的催化活性位点，有利于促进OER性能。图3-8NiFe-LDH/MOF复合催化剂24h计时电流曲线图。电催化水分解析氧时所呈现出的稳定性，乃是评估催化剂性能的一项关键指标，在此次研究当中，借助计时电流法，针对NiFe-LDH/MOF复合催化剂于1MKOH电解液里的电化学稳定性展开了系统且全面的考察。结合图3-8可知，在固定电位1.55V下进行长达24h的计时电流测试，NiFe-LDH/MOF复合催化剂的阳极电流衰减了约20％，表明该催化剂具有较好的电化学稳定性。全文总结本研究运用两阶段水热法，成功地于泡沫镍衬底之上构建起层次型NiFe-LDH/MOF纳米阵列复合催化材料。在1MKOH电解液环境之中，在电流密度达到100mAcm-2的情况下，NiFe-LDH/MOF复合催化剂的过电势仅为306mV，其性能优于NiFe-LDH、Ni-MOF和RuO2，并且该催化剂还具有较好的电化学稳定性。材料表征和电化学表征测试表明NiFe-LDH/MOF层级结构能够增大催化剂的比表面积，进而暴露更多的催化活性位点。另外，电化学阻抗结果还显示NiFe-LDH/MOF层级结构能够加快催化过程中的电荷传递速率，促进OER性能。本文的研究工作提供了一个通过结合不同材料的优势制备高效电催化水分解催化剂的途径，为过渡金属基复合催化剂的设计提供了一种较为新颖的思路和方法。参考文献董世龙.马克思科学技术思想研究[D].华中师范大学,2015.蔡博伟.以氮杂环化合物为模板的稀土配位聚合物的合成、结构及性能研究[D].华南理工大学,2012.杨铭.钴基纳米催化剂的制备及其电解水性能的研究[D].兰州大学,2020.孙奥玮.非贵金属铁基催化剂的制备及其电催化水分解性能的研究[D].青岛大学,2024.ADDINEN.REFLISTXiao,M.,etal.(2023)."InsitugeneratedlayeredNiFe-LDH/MOFheterostructurenanosheetarrayswithabundantdefectsforefficientalkalineandseawateroxidation."NanoResearch16(7):8945-8952.王勃然.过渡金属氮化物基复合阵列的制备及其电催化水分解性能研究[D].吉林大学,2021.张河.钴基金属氧化物电极材料制备及其超电性能研究[D].重庆大学,2023.王井阳.镍铁层状氢氧化物表界面结构调控及其电催化水分解性能研究[D].山东大学,2022.范文霞.钴/铜基MOFs衍生自支撑电极的制备及析氧性能研究[D].青岛大学,2024.附青山,张磊,张伟,等.金属-有机框架材料对废水中污染物的吸附研究进展[J].材料导报,2021,35(11):11100-11110.方晓东.钴铁基