可再生能源的选择性转化对能源的利用和环境保护具有重要意义，中山大学严凯等报道了合成1.36 nm厚的NiCoFe-LDH纳米片，在OER反应和5-羟甲基糠醛（HMFOR）氧化为2,5-呋喃二甲酸（FDCA）反应中都展现了高反应活性。与之相比，作者同时合成了NiCo-LDH，NiFe-LDH材料。电催化产氧反应中显示，NiCoFe-LDH材料有较低的过电势（288 mV在10 mA cm^-2，Tafel斜率为92 mV dec^-1），与之相比，NiCo-LDH（347 mV，Tafel斜率115 mV dec^-1）NiFe-LDH（303 mV，Tafel斜率108 mV dec^-1）的电化学产氧活性更低。NiCoFe-LDH材料的产氧活性比大多数报道的材料活性更高，并且对应的电荷传输电阻（1 Ω）更低。在电化学氧化5-羟甲基糠醛为2,5-呋喃二甲酸的反应中，展现了280 mV（20 mA cm^-2）较低的过电势，通过LC-MS方法测试了反应中间体物种，在1 h反应后反应实现了95.5 %的转化率和84.9 %的产率。作者对反应动力学进行探索。

本文要点：

（1）材料制备。在碳纸（carbon fiber paper, CFP）上负载催化剂，通过Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺溶解在1 M NaOH和0.1 M Na₂CO₃混合溶液中，在100 ℃中水热方法处理，制备了NiCoFe-LDH/CFP复合结构催化剂。通过AFM方法测试显示NiCoFe催化剂的厚度为1.36 nm（NiCo-LDH和NiFe-LDH的厚度分别为5.21 nm和3.58 nm）。

（2）催化活性表征。对催化剂的OER活性进行表征，分别测试了Tafel、阻抗、1.54 V电催化长时间稳定性测试，结果显示与NiFe-LDH、NiCo-LDH相比，NiCoFe的催化活性更高。对HMF催化转化反应在25~55 ℃中的电催化性能表征，结果显示55 ℃有更快的反应速度，同时55 ℃的产物选择性在不同温度反应中最高。

参考文献

Man Zhang; Yuqian Liu; Biying Liu; Zuo Chen; Hong Xu; Kai Yan*

Trimetallic NiCoFe-Layered Double Hydroxides Nanosheets Efficient for Oxygen Evolution and Highly Selective Oxidation of Biomass-Derived 5-Hydroxymethylfurfural，ACS Catal. 2020, 10, XXX, 5179-5189

DOI：10.1021/acscatal.0c00007

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.0c00007