在超薄碳氮化物基底上制备痕量Fe3O4/NiO复合结构以增强电催化氧释放性能的界面工程研究

《ChemCatChem》：Interface Engineering of Trace Fe3O4/NiO on Ultra-Thin Carbon-Nitride for Enhanced Electrocatalytic Oxygen Evolution

　　

摘要

过渡金属氧化物（TMOs）是替代贵金属电催化剂进行氧演化反应（OER）的有希望的材料，但它们较低的内在活性和高过电位是一个关键挑战。因此，如何提高TMO的内在活性仍然是一个难题。本文通过在超薄碳氮化物基底上构建Fe₃O₄/NiO异质界面，制备了一种用于碱性氧演化反应（OER）的混合催化剂，命名为Fe₃O₄/NiO@CN-1。ICP分析结果显示，金属负载量极低，分别为0.20 wt%的Fe和0.33 wt%的Ni。得益于界面耦合和电荷转移/吸附行为，Fe₃O₄/NiO@CN-1在10 mA cm^?2的电流密度下表现出305.73 mV的过电位，在1 M KOH溶液中电流密度为124.7 mA cm^{?2₃O₄/NiO异质界面在超薄碳氮化物基底上的关键作用。LSV曲线在1000次循环伏安扫描后几乎保持不变，并且稳定运行时间超过22小时，表明其在实验室条件下具有很好的稳定性。本研究提供了一种通过在碳氮化物基底上利用异质界面工程来开发高性能非贵金属OER催化剂的可行策略，同时最大限度地减少了过渡金属的使用。}

图形摘要

一种高原子利用率的Fe₃O₄/NiO异质结催化剂，基于超薄碳氮化物基底，具有低金属负载量、低OER过电位、高电流密度以及在实验室条件下良好的稳定性等特点。界面电子相互作用显著增强了其内在活性，为开发低负载量、无贵金属的OER催化剂提供了新的研究策略。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向相应作者提出合理请求后获得。