陶新永&楼雄文AM:逐步拓扑化学构建的Ni(CN)2/NiSe2异质结用于高效电催化OER
Nanoyu Nanoyu 2021-11-02


利用基于复杂异质结构的高效电催化剂进行析氧反应(OER)已被认为是提高水分解效率以生产清洁能源氢的一种有前途的策略。然而,在催化剂合成方面,构建具有新型成分和结构的催化活性异质结仍然极具挑战性。

基于此,浙江工业大学陶新永教授,新加坡南洋理工大学楼雄文教授报道了成功开发出一种包括脱水和阴离子交换在内的逐步拓扑化学策略,将Ni-Ni 霍夫曼型配位聚合物(Hofmann-type coordination polymers ,HCP)纳米板转变为独特的Ni(CN)2/NiSe2异质结构。

文章要点

1简单地说,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下,研究人员首次在室温下制备了以水为客体分子的Ni(H2O)2[Ni(CN)4]•H2O Ni-NiHCP纳米板。以这些Ni-Ni HCP纳米板为前驱体,进一步进行了简单的热处理过程,其中包括两个独立的表面化学过程:第一个过程是在180 ℃的较低温度下将客体水分子从主体骨架上除去,然后是在350 ℃下与Se进行阴离子交换(硒化)。通过,这种固相自模板法制备了Ni(CN)2/NiSe2异质结构

2Ni(CN)2/NiSe2异质结构是由单晶Ni(CN)2纳米板和沿晶体排列的NiSe2卫星纳米颗粒组装而成。实验结果显示,优化的具有最佳Se含量的Ni(CN)2/NiSe2异质结构表现出较高的电催化OER性能,过电位仅为270 mV,电流密度即可达到10 mA cm−2

3研究发现,Ni(CN)2/NiSe2异质结构出色的OER活性主要源于两组分的协同作用,Ni(CN)2具有较高的本征活性,而NiSe2具有良好的电子导电性,它们的异质界面为催化提供了更好的几何结构和电子传递途径。

本工作为制备纳米级异质结构的高性能Ni基OER电催化剂提供了一条合成途径,其组成、空间组织和界面构型均可精确控制。

 

参考文献

Jianwei Nai, et al, Construction of Ni(CN)2/NiSe2 Heterostructures by Stepwise Topochemical Pathways for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202104405

https://doi.org/10.1002/adma.202104405


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