研究目的
开发高效、地壳储量丰富且非贵金属的光/电催化剂,用于整体水分解以实现可持续的清洁能源。
研究成果
层级结构的CoFe-LDH@g-C3N4复合材料因其独特的形貌、高比表面积和强电子相互作用,对析氧反应(OER)和析氢反应(HER)展现出优异的双功能电催化活性,具有较低的过电位和塔菲尔斜率,在整体水分解的实际应用中显示出潜力。
研究不足
该研究仅限于碱性条件(1 M KOH)。工业条件下的可扩展性和长期稳定性尚未得到充分解决。在计算TOF时假设所有金属位点都具有活性可能会高估性能。
1:实验设计与方法选择:
采用溶剂热法合成层级结构CoFe-LDH@g-C3N4复合材料,旨在结合CoFe-LDH与g-C3N4的优势以增强催化活性。
2:样品选择与数据来源:
g-C3N4通过双氰胺热处理制备,CoFe-LDH按Co/Fe摩尔比3:1合成,制备了不同g-C3N4负载量(3-15 wt%)的复合材料。
3:实验设备与材料清单:
试剂包括六水合硝酸钴、九水合硝酸铁、氢氧化钾、DMF、乙醇及国药集团化学试剂公司的氧化铝粉;设备包含岛津XRD-6000型X射线衍射仪、赛默飞VG ESCALAB MK II型X射线光电子能谱仪、蔡司SUPRA 55型扫描电镜、日本电子JEM-2010F型透射电镜、爱丁堡FLS980型光致发光光谱仪及CHI 660C型电化学工作站。
4:实验流程与操作步骤:
将剥离的g-C3N4纳米片与金属盐在DMF中混合搅拌后,于120°C溶剂热处理24小时。通过滴涂催化剂墨水至玻碳电极制备工作电极,在三电极体系(Ag/AgCl参比电极、Pt对电极、1 M KOH电解液中的工作电极)中进行电化学测试。
5:数据分析方法:
通过线性扫描伏安曲线分析过电位与塔菲尔斜率,交流阻抗谱测定电荷转移电阻,双层电容计算电化学活性表面积,光致发光光谱评估电荷转移效率。
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