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Multiple structural defects in ultrathin NiFe-LDH nanosheets synergistically and remarkably boost water oxidation reaction

引用

Nano Research 2022年第1期15卷 310-316页

作者： Zhongyin Zhao Qi Shao Jiangyan Xue Bolong Huang Zheng Niu Hongwei Gu Xiaoqing Huang Jianping Lang College of Chemistry Chemical Engineering and Materials ScienceSoochow UniversitySuzhou 215123China State Key Laboratory of Organometallic Chemistry Shanghai Institute of Organic ChemistryChinese Academy of SciencesShanghai 200032China Department of Applied Biology and Chemical Technology The Hong Kong Polytechnic UniversityHung HornKowloonHong Kong SARChina

Modifying electrocatalysts nanostructures and tuning their electronic properties through defects-oriented synthetic strategies are:essential to improve the oxygen evolution reaction(OER)performance of electrocatalysts.Current synthetic strategies about.electrocatalysts mainly target the single or double structural defects,while the researches about the synergistic effect of multiple'structural defects are rare.In this work,the ultrathin NiFe layered double hydroxide nanosheets with a holey structure,oxygen;vacancies and Ni^(3+)defects on nickel foam(NiFe-LDH-NSs/NF)are prepared by employing a simple and green H202-assisted etching 1 method.The synergistic effect ofthe above three defects leads to the exposure of.more active sites and significant improvement of:the intrinsic activity.The optimized catalyst exhibits an excellent OER performance with an extraordinarily low overpotential of 170 mV;at to mA·cm^(-2) and a small Tafel slope of 39.3 mV·dec^(-1) in 1 M KOH solution.Density functional theory calculations reveal this OER;performance arises from pseudo re-oxidized metal-stable Ni^(3+)near oxygen vacancies(O_(vac)),which suppresses 3d-e_(g) of Ni-site and!elevates d-band center towards the competitively low electron-transferbarrier.This work provides a new insight to fabricate advanced electrocatalysts for renewable energy conversion technologies.

关键词： layered double hydroxide holey structures oxygen vacancies Ni3+defects oxygen evolution reaction

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