尼替代α-FeOOH纳米粒子的光催化和阴极活性能力

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 开发高效的光催化剂和先进的电池材料对于可持续能源技术至关重要.
• 替代的戈伊纳米颗粒 (Ni$_{x}$Fe$_{1-x}$OOH NPs) 为各种应用提供可调节的特性.

研究的目的:

• 研究Ni$_{x}$Fe$_{1-x}$OOHNP的局部结构,光催化活性和电化学性能之间的相关性.
• 评估Ni$_{x}$Fe$_{1-x}$OOHNP作为可见光激活的催化剂和离子电池 (SIB) 和离子电池 (LIB) 的阴极材料.

主要方法:

• 合成不同Ni含量的Ni$_{x}$Fe$_{1-x}$OOH纳米粒子 (x=0到0.5).
• 使用X射线衍光度测量 (XRD),Mössbauer光谱,X射线吸收光谱 (XANES/EXAFS),BET表面积分析和扩散反射率光谱 (DRS) 进行全面的表征.
• 通过固态阻抗光谱 (SS-IS) 评估电气性质,并评估光催化和电化学性能.

主要成果:

• XRD证实goethite为x ≤0.20的初级阶段,而α-Ni(OH) $_{2}$出现了更高的Ni含量.
• Ni$_{0.10}$Fe$_{0.90}$OOH (Ni10) 样本表现出最高的光顿活动 (k = 15.8 × 10−3 min−1).
• 随着含量的增加,直流电导率下降,而Ni$_{0.20}$Fe$_{0.80}$OOH (Ni20) 显示出最高的放电容量 (223 mAh g-1) 由于其大表面积 (174.0 m2 g-1).

结论:

• Ni$_{x}$Fe$_{1-x}$OOH纳米颗粒显示出作为可见光驱动光催化剂的巨大潜力.
• 这些纳米材料作为二次电池中的正极材料有效,包括SIB和LIB.
• 这项研究突出了Ni替代哥的结构性质关系,用于先进的能源应用.