缺陷工程调控的钴锰层状双氢氧化物:增强析氧反应性能与机理研究
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时间:2025年10月04日
来源:Journal of Alloys and Compounds 6.3
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本文通过温度调控电沉积策略,在CoMn-LDHs中同步引入氧空位(Ov)、位错和褶皱结构,显著提升其析氧反应(OER)催化活性。该多缺陷协同策略通过调控局部电子结构、增强电导率和暴露活性位点,实现200 mV@10 mA·cm-2的低过电位与100小时持续运行的优异稳定性,为高性能LDH电催化剂设计提供了新思路。
Structural characterization
图1(a)展示了通过简单一步电沉积法在不同温度(20°C、40°C、60°C)下快速合成富含缺陷的CoMn-LDH的过程。该方法诱导了形貌和缺陷变化,有效调控了活性位点的配位环境,实现了CoMn-LDH中缺陷的精确调制。图1(b)显示了CoMn-LDH-20/CC、CoMn-LDH-40/CC和CoMn-LDH-60/CC的XRD图谱,呈现出明显的CoMn-LDH特征峰。
总之,我们开发了一种简单的温度调控电沉积策略,可同步将氧空位、位错和褶皱引入CoMn-LDHs。电沉积温度被证明可有效调控氧空位浓度,进而促进纳米片褶皱化和边缘位错的生成。这种多缺陷皱褶纳米片结构极大缩短了离子扩散路径,促进了反应动力学并提升了催化性能。
CRediT authorship contribution statement
Liping Wang: 撰写初稿,数据整理。Wenli Pei: 资源提供,实验指导。Xuefeng Zhang: 项目监督与管理,资金支持。Chenglong Hu: 方法论设计。Xiaolian Liu: 数据整理。Yixing Li: 方法论支持。Jianzhao Wang: 形式分析。Junting Sun: 文稿审阅与概念设计。Sateesh Bandaru: 理论与软件支持。Yufei Ma: 概念构思。
Declaration of Competing Interest
作者声明不存在任何可能影响本研究成果的已知竞争性财务利益。
作者感谢国家杰出青年科学基金(52225312)、国家自然科学基金(52477021, 52371179, 52201202, U24A2039)、辽宁省自然科学基金(2024-MSBA-31)及吉林省科技发展计划项目(20240302104GX)的资助。
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