氮掺杂Co/Ni硒化物纳米颗粒的绿色合成与电催化性能研究：尿素电氧化阳极功能陶瓷材料的新突破

本文推荐：研究者通过绿色合成法（以柠檬为天然封端剂和还原剂）成功制备氮掺杂Co/Ni硒化物（Co-Ni-Se），并系统评估其作为尿素燃料电池（UFC）阳极材料的电催化性能。该材料展现174倍电流提升、电荷转移电阻从545.2Ω降至22.3Ω，且通过水热法形成六方晶系结构（40-350 nm球/板状纳米颗粒）。研究为可持续能源转换提供了新型功能陶瓷材料解决方案。

　　

Highlight

本研究采用柠檬汁与肼 hydrate 的绿色合成策略，开创性地制备了氮掺杂 Co/Ni 硒化物（Co-Ni-Se）纳米材料。通过水热法构建的六方晶系结构中，硒（Se）的引入显著提升了材料导电性，而氮掺杂进一步优化了电子结构。

Results and discussion

形貌与结构表征：扫描电镜显示材料由40-350 nm的球形和板状纳米颗粒组成，XPS证实了M-Se键和C=N官能团的存在。电化学测试中，尿素浓度从0.33 M增至1.0 M时，弛豫时间从0.397 ms缩短至0.251 ms，表明反应动力学从离子扩散主导转向电荷转移主导。

电催化性能

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  电流响应：计时电流法显示尿素氧化反应（UOR）电流提升174倍

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  阻抗优化：电荷转移电阻（R_ct）从545.2Ω骤降至22.3Ω

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  协同机制：镍（Ni）作为尿素吸附活性中心，钴（Co）增强结构稳定性，硒（Se）促进电子传导

Conclusion

该绿色合成的Co/Ni-Se兼具低成本与高效催化特性，为尿素燃料电池（UFC）阳极材料开发提供了新思路，同时实现了环境友好型制备工艺与能源转化的双重目标。