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Appl. Catal. B:V2CMXene協(xié)同耦合FeNi LDH 納米片以促進(jìn)析氧反應(yīng)

析氧反應(yīng)(OER)是可再生能源技術(shù)的關(guān)鍵電化學(xué)反應(yīng)過程。由于OER動力學(xué)緩慢，尋找高效低成本非貴金屬催化劑是關(guān)鍵的步驟之一。北京科技大學(xué)侯新梅團(tuán)隊報道了一種V₂C MXene與次磷酸鹽插層的FeNi(羥基)氫氧化物(H₂PO^2-/FeNi-LDH-V₂C)協(xié)同耦聯(lián)的電催化劑。該催化劑具有優(yōu)異的OER活性和穩(wěn)定性，證明了基于MXene 的納米雜化物作為可再生能源應(yīng)用的先進(jìn)電催化劑的巨大前景。

作者通過水熱法將V₂C和FeNi-LDH 納米片進(jìn)行原位組裝，H₂PO^2-引入到LDH層中改變表面電子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提升復(fù)合材料的OER活性。通過一系列表征，由LDH到V₂C的電荷轉(zhuǎn)移導(dǎo)致Ni和Fe的價態(tài)升高，另外FeNi-LDHs 和V₂C之間的強(qiáng)相互作用促進(jìn)了OER 過程中的吸附/解吸平衡，進(jìn)而促進(jìn)其內(nèi)在活性。

H₂PO^2-/FeNi-LDH-V₂C電催化劑在1.0 M KOH溶液中，在電流密度為10 mA cm^-2時的過電位為250 mV，Tafel斜率為46.5 mV dec^-1，并表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。另外，卓越的電催OER化性能可歸因于H₂PO^2-/FeNi-LDH和導(dǎo)電V₂C MXene的協(xié)同作用和相互作用。FeNi-LDHs 和 V₂CMXene之間的強(qiáng)電子相互作用，一方面保證了顯著的電荷轉(zhuǎn)移并增強(qiáng)了OER的反應(yīng)動力學(xué)，另一方面，FeNi-LDHs 與V₂C MXene結(jié)合可以通過下移Fe/Ni原子的d帶中心來降低O*吸附容量，從而在OH*物質(zhì)的吸附和O₂的解吸之間達(dá)到平衡，然后最終促進(jìn)內(nèi)在活性。

V₂C MXene synergistically couplingFeNi LDH nanosheets for boosting oxygen evolution reaction. Applied Catalysis B:Environmental , 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120474.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120474

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