Ni–N薄膜的结构与电催化性能的综合研究

《physica status solidi (RRL) – Rapid Research Letters》：Comprehensive Study of Structural and Electrocatalytic Properties of Ni–N Thin Films

Ni–N薄膜通过反应磁控溅射制备，研究不同氮流量（0%-100%）下的结构相变及催化性能，发现低流量（<50%）形成金属Ni掺杂氮，高流量（>50%）生成Ni?N相，100%氮流量实现完全 stoichiometric Ni?N，其氧化态和结构有序性提升，氧析出反应催化活性优于纯Ni及其他Ni–N相。

　　

摘要

本研究系统而详细地探讨了在部分氮气流量（RN₂）为0%、15%、50%和100%的条件下，采用反应性磁控溅射法制备的Ni–N薄膜的结构、电子和电化学性质。当RN₂低于50%时，形成的相为金属Ni，其中部分N原子占据间隙位点；当RN₂超过50%时，Ni₃N相开始出现，并且在RN₂为100%时能够形成完全化学计量的Ni₃N相。随着RN₂的增加，Ni的氧化态升高，结构有序性也得到改善，这一点通过X射线吸收精细结构和X射线衍射分析得到了证实。此外，硬X射线光电子能谱测量结果也验证了在RN₂为100%时确实形成了完全化学计量的Ni₃N相。最后，通过氧 evolution 反应测得的电催化性能表明，Ni₃N的性能明显优于纯Ni或其他Ni–N相。本研究为将Ni₃N作为环保、无贵金属且储量丰富的催化剂用于水分解反应提供了重要的理论基础。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。