透明氧化铟锡基底上六边形缝隙环形单极子的设计与分析及其在高效水分解中的应用

本文创新性地在泡沫镍(NF)基底上构建Co3O4-还原氧化石墨烯(rGO)过渡层，通过界面工程调控NiFe层状双氢氧化物(LDH)的电子结构，显著提升析氧反应(OER)性能。该催化剂在50 mA cm?2电流密度下仅需249 mV过电位，塔菲尔斜率低至39.3 mV dec?1，为开发高效水电解催化剂提供了双效基底修饰新策略。

　　

Highlight

泡沫镍基底上构建的Co₃O₄-rGO过渡层通过双重效应显著提升NiFe-LDH催化性能：其三维开放框架增强导电性并富集活性位点，同时通过NiFe-LDH与Co₃O₄的电子协同作用优化催化剂电子态，使析氧反应(OER)本征活性大幅提升。

Results and discussion

如方案1所示，通过两步水热法成功制备NiFe-LDH@Co₃O₄-rGO/NF催化剂。首先，辛胺配体修饰的Co(OH)₂与GO通过氢键自组装形成溶胶-凝胶体系（图S1），在首次水热过程中于NF表面形成强耦合的Co₃O₄纳米片-rGO复合层。该结构不仅为后续NiFe-LDH生长提供导电骨架，其异质界面更通过电子再分布效应显著提升催化活性。

Conclusions

本研究通过温和水热法在NF基底上构建Co₃O₄-rGO过渡层，无需高温煅烧即实现NiFe-LDH@Co₃O₄-rGO/NF高效催化剂的制备。该催化剂仅需249 mV过电位即可驱动50 mA cm^?2的OER电流密度，其卓越性能源于：1）rGO网络提升电子传导效率；2）Co₃O₄与NiFe-LDH界面诱导的电子协同效应。该工作为设计高性能水电解催化剂提供了新型基底修饰思路。