3D核壳结构NiMoO@CoFe-LDH纳米棒的高效析氧及全解水性能研究

作     者：岳全鑫 郭瑞华 王瑞芬 安胜利 张国芳 关丽丽 

作者机构：内蒙古科技大学材料科学与工程学院 内蒙古科技大学内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室 内蒙古科技大学轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2024年

页      面：1254-1266页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080501[工学-材料物理与化学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51864040,51962028,52162010) 内蒙古自治区科技计划(2021GG0042) 内蒙古自治区高等学校青年科技英才(NJYT22064) 内蒙古自治区自然科学基金(2022MS05018,2022LHMS05021) 

主　　题：析氧反应 水热和电沉积法 3D核壳结构 全解水 

摘      要：电解水制氢因具有绿色环保、制氢纯度高等优点而得到了科学界的广泛关注。然而,电催化水分解过程中缓慢的阳极析氧反应（OER）极大地阻碍了电解水制氢的发展进程,使其在实际应用中面临着许多挑战。本研究采用水热和电沉积相结合的策略,成功在导电泡沫镍（NF）基底上制得了一种以晶体NiMoO4纳米棒为“核、非晶态CoFe-LDH纳米片为“壳的新型三维（3D）核壳异质结构催化剂。这种特殊的3D核壳结构充分激发了NiMoO4和CoFe-LDH的电催化潜力,极大地提升了电化学水分解反应的效率。通过NiMoO4和非晶态CoFe-LDH的协同作用,NiMoO4@CoFe-LDH/NF纳米催化剂产生了更多的活性位点,表现出了高效的电子转移能力和优异的OER电催化活性。电化学测试表明,当电沉积时间为60s时,NiMoO4@CoFe-LDH/NF具有最优异的电化学性能,在10和100 mA·cm-2下的过电位η10和η100只有168和216mV,且具有极小的Tafel斜率和出色的长期稳定性。同时,NiMoO4@CoFe-LDH||NiMoO4全解水系统也表现出了较低的驱动电压,在1.57 V电压下即可产生10 mA·cm-2的电流密度。这项工作为设计开发高效的电解水催化材料提供了新的思路。