在氧化演化反应过程中将Fe纳入NiO八面体的空间和化学解析可视化

科学领域:

• 电化学
• 材料科学
• 催化剂

背景情况:

• () 氧化物是氧化演化反应 (OER) 的关键电催化剂.
• 铁的加入显著增强了OER活性,但Fe物种和催化剂表面演变的确切作用尚不清楚.

研究的目的:

• 在OER条件下阐明NiO电催化物的表面重组和活性物种的形成.
• 了解电化学水分裂过程中催化剂激活和失活的机制.

主要方法:

• 现场电化学单元与传输电子显微镜 (TEM) 结合使用.
• 射线光电子光谱 (XPS),运行拉曼光谱,运行X射线吸收光谱 (XAS).
• 时间解析感应合等离子体质谱 (TR-ICP-MS) 用于测量Fe吸收.

主要成果:

• 在Fe3+的存在下,NiO电催化剂在应用潜力下进行重组,以形成活性NiFe双层 (氧) 氧化物 (NiFe-LDH).
• 持续的OER导致FeO聚合物的形成,与OER活动的减少相关.
• 催化剂失活与现场形成的NiFe-LDH物种的降解有关.

结论:

• 该研究揭示了NiFe电催化剂的动态演变,从活性NiFe-LDH的形成到通过FeO聚合物的形成和LDH降解的非活性化.
• 了解这些转化对于设计稳定高效的水分裂电催化剂至关重要.