黑龍江大學(xué)陳志敏，任志宇團隊在ChemSusChem期刊發(fā)文采用靜電組裝和原位還原制備的石墨烯負載超小鎳鐵（氫）氧化物納米粒子（NiFeO NPs/rGO）復(fù)合材料顯示出優(yōu)異的OER活性和穩(wěn)定性。氧化石墨烯（GO）在限制NiFeO NPs的尺寸、調(diào)節(jié)局部電子結(jié)構(gòu)和加速電荷轉(zhuǎn)移方面的具有多重作用，是提高NiFeO NPs/rGO OER性能的關(guān)鍵因素。該工作為進一步構(gòu)建用于廣泛能源轉(zhuǎn)換的擔(dān)載型高效電催化劑提供了有益思路和信息。
如何實現(xiàn)高效的電化學(xué)析氧反應(yīng)（OER）是推進完全可持續(xù)綠色能源技術(shù)的關(guān)鍵問題。盡管人們已經(jīng)通過調(diào)節(jié)組分比、摻雜雜原子以及制造缺陷等方法來提高催化劑的OER活性，但很少有人關(guān)注利用碳載體效應(yīng)來促進電化學(xué)OER。
鑒于此，黑龍江大學(xué)陳志敏，任志宇團隊利用靜電組裝和原位還原策略將超小尺寸的鎳鐵（氫）氧化物納米粒子（NiFeO NPs）生長和錨定在不同氧化程度的石墨烯載體上，以優(yōu)化材料的OER性能，并揭示載體對電催化活性的作用。 一系列實驗表明，由于金屬離子和氧化石墨烯（GO）的強靜電耦合，原位還原過程中產(chǎn)生的超小NiFeO NPs（~2 nm）可以牢固地錨定在rGO 表面，這有助于加強電荷轉(zhuǎn)移從金屬活性中心到rGO的轉(zhuǎn)移，同時這種強相互作用反過來又可以調(diào)制金屬活性中心的電子結(jié)構(gòu)。以GO為載體獲得的最優(yōu)復(fù)合材料（NiFeO NPs/rGO）的OER 活性顯著提高，在10 mA cm-2下實現(xiàn)過電位小至201 mV和Tafel斜率為68 mV dec-1，同時該材料具有良好的穩(wěn)定性。該工作進一步采用 NiFeO NPs/rGO 和商用Pt/C分別作為陽極和陰極的催化劑，由太陽能電池供電，可以實現(xiàn)高效的低電壓（1.54 V@10 mA cm-2）堿性海水電解。 這項工作為進一步提高能源電催化材料的內(nèi)在活性提供了一種簡單且可擴展的方式。 論文信息： Promoting Electrocatalytic Oxygen Evolution of Ultrasmall NiFe (Hydr)oxide Nanoparticles by Graphene-Support Effects Shuang Liu, Erping Cao, Zhimin Chen,* Hao Wu, Bowen Liu, Jing Yang, Shichao Du and Zhiyu Ren* ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202101913 ChemSusChem
