富氮洋葱碳包覆的Ni/NiFe2O4纳米棒析氧电催化剂
Ni/NiFe2O4 Nanorods Encapsulated in Onion-like N-Doped Carbon Nanolayers as Efficient Oxygen Evolution Electrocatalyst
作者单位E-mail
刘光 太原理工大学, 精细化工研究所, 气体能源高效清洁利用山西省重点实验室, 太原 030024  
姚瑞 太原理工大学, 精细化工研究所, 气体能源高效清洁利用山西省重点实验室, 太原 030024  
赵勇 太原理工大学, 精细化工研究所, 气体能源高效清洁利用山西省重点实验室, 太原 030024  
王慕恒 太原理工大学, 精细化工研究所, 气体能源高效清洁利用山西省重点实验室, 太原 030024  
李娜 太原理工大学, 精细化工研究所, 气体能源高效清洁利用山西省重点实验室, 太原 030024  
李晋平 太原理工大学, 精细化工研究所, 气体能源高效清洁利用山西省重点实验室, 太原 030024 jpli211@hotmail.com 
摘要: 将镍铁金属配位聚合物前驱体在惰性气氛下热分解制备了富氮洋葱碳(ONC)包覆的Ni/NiFe2O4多孔纳米棒复合析氧电催化剂,与Ni@ONC,NiFe2O4材料及传统RuO2催化剂相比,得益于这种富氮洋葱碳包覆的Ni/NiFe2O4一维多孔纳米异质结构,Ni/NiFe2O4@ONC材料拥有更优异的导电性能和更大的电化学活性面积(0.149 mF),因而表现出更优异的析氧电催化性能。Ni/NiFe2O4@ONC纳米棒在1 mol·L-1 KOH溶液中,10 mA·cm-2下的析氧过电位仅为299 mV,塔菲尔斜率为73 mV·dec-1,展现出优异的析氧稳定性能。
关键词: 电解水  析氧催化剂  富氮洋葱碳  镍铁氧化物  多孔异质结构
基金项目: 国家自然科学基金(No.51402205)和山西省基础研究计划(No.2015021058)项目资助。
Abstract: Ni/NiFe2O4 nanorods encapsulated in onion-like N-doped carbon (ONC) nanolayers was prepared by the pyrolysis of NiFe-based coordination polymer precursor under N2 atmosphere. Compared with Ni@ONC, NiFe2O4, and commercial RuO2 electrocatalysts, benefiting by the promoted electronic conductivity and enlarged electrochemical surface area (0.149 mF) from synergistic effects between the ONC nanolayers and encapsulated Ni/NiFe2O4 heterostructure, the as-prepared Ni/NiFe2O4@ONC hybrid nanorod exhibits extraordinary electrocatalytic activity towards oxygen evolution reaction (OER) with an overpotential of~299 mV at 10 mA·cm-2 and a Tafel slope of 73 mV·dec-1.
Keywords: water splitting  oxygen evolution catalysts  N-doped onion-like carbon  nickel-iron oxides  mesoporous heterostructure
投稿时间:2018-04-13 修订日期:2018-05-08
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刘光,姚瑞,赵勇,王慕恒,李娜,李晋平.富氮洋葱碳包覆的Ni/NiFe2O4纳米棒析氧电催化剂[J].无机化学学报,2018,34(8):1494-1500.
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