微波热冲快速制备二维多孔La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)钙钛矿用于高效电催化析氧反应

作     者：胡荣 韦丽云 鲜靖林 房光钰 吴植傲 樊淼 郭家越 李青翔 刘凯思 姜会钰 徐卫林 万骏 姚永刚 Rong Hu;Liyun Wei;Jinglin Xian;Guangyu Fang;Zhiao Wu;Miao Fan;Jiayue Guo;Qingxiang Li;Kaisi Liu;Huiyu Jiang;Weilin Xu;Jun Wan;Yonggang Yao

作者机构：武汉纺织大学省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室生物质纤维与生态染整湖北省重点实验室武汉430200 华中科技大学材料加工与模具技术国家重点实验室材料科学与工程学院武汉430074 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2023年第39卷第9期

页      面：119-128页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(52203070) 纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室开放基金(FZ2022005) 生物质纤维与生态染整理湖北省重点实验室开放基金(STRZ202203)资助 

主　　题：二维 钙钛矿 微波 氧缺陷 析氧反应 

摘      要：析氧反应(OER)被认为是电解水的关键限制步骤,已被广泛作为清洁能源方式用于解决能源和环境问题。钙钛矿氧化物(ABO_(3))具有可调的电子结构、高灵活性的元素组成,能在OER中表现出良好的催化活性。然而,钙钛矿氧化物的合成通常需要经历长时间的高温,极易导致金属的聚集和影响材料的本征活性。气相微波技术可以显著缩短热处理时间,从而减少相关的碳排放。这项技术不仅解决了对碳中性过程日益增长的需求,而且还增加了对合成的控制,以避免产品的不良团聚。本文采用微波热冲法快速制备了二维(2D)多孔La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)钙钛矿。伴随微波过程的快速熵增可以有效地暴露La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)结构中丰富的活性位点。此外,高能微波冲击过程可以精准地将Sr2+引入到LaCoO_(3)的晶格中,通过增加Co的氧化态来增加氧空位量。这种锶元素取代镧引入的氧空位能极大提高催化剂的本征催化活性。对于碱性电解液中的OER应用,制备的La_(0.2)Sr_(0.8)CoO_(3)在10 m A·cm^(-2)下展现出了360 m V的过电位,Tafel斜率为76.6 mV·dec^(-1)。且在经历30000秒的长时间循环测试后仍能维持初始电流密度的97%。这项研究为高活性二维钙钛矿的合成提供了一种简便、快速的策略。