| 泡沫镍负载Fe2O3@Ni3S2纳米线网状结构电极的制备及其电催化析氧性能 |
| Preparation of Nickel Foam Supported Fe2O3@Ni3S2 Nanowires Network Electrode and Electrocatalytic Oxygen Evolution Performance |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 乔清山 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室, 南京 210093 | | | 张晟 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室, 南京 210093 | | | 周晓亚 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室, 南京 210093 | | | 胡立兵 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室, 南京 210093 | | | 陆洪彬 | 南通大学化学化工学院, 南通 226019 | luhb@ntu.edu.cn | | 唐少春 | 南京大学现代工程与应用科学学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室, 南京 210093 | tangsc@nju.edu.cn |
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| 摘要: 通过两步水热法制备泡沫镍（NF）负载Fe2O3纳米粒子@Ni3S2纳米线网状结构电极（Fe2O3@Ni3S2/NF）。运用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）、N2吸附-脱附测试等方法对电极材料的物相和微观结构特征等进行了表征。水热条件下原位表面化学刻蚀生成的Ni3S2纳米线与三维多孔NF基体间拥有强结合力和低界面电阻，Fe2O3粒子均匀分布在纳米线的表面。在1 mol·L-1的KOH溶液中，运用线性扫描伏安测试（LSV）、计时电位法、电化学交流阻抗测试（EIS）等对电极的电催化析氧（OER）性能进行了测试。结果表明：在100 mA·cm-2的超高电流密度下，Fe2O3@Ni3S2/NF电极的OER过电势仅为223 mV，比Ni3S2/NF材料的过电势降低了285 mV；经过10 h计时电位测试，性能保持率高达80%。 |
| 关键词: 水热法 电催化 析氧反应 Ni3S2纳米线网状结构 Fe2O3纳米粒子 |
| 基金项目: 江苏省重点研发计划项目（No.BE2020684）、国家自然科学基金（No.22072068）和南京大学技术创新基金项目（No.021314913420）资助。 |
| Abstract: A two-step hydrothermal method was used to prepare nickel foam (NF) supported Fe2O3 nanoparticles@Ni3S2 nanowires 3D network electrode (Fe2O3@Ni3S2/NF). The crystal phase and microstructure features of the products were characterized in detail by using some characterization techniques including X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), transmission electron microscopy (TEM), and N2 adsorption-desorption measurement and so on. The in situ surface chemical etching process under hydrothermal conditions leads to the generation of Ni3S2 nanowires 3D network that binds to NF firmly with relatively low interfacial resistances. In an aqueous electrolyte of 1 mol·L-1 KOH, the electrocatalytic oxygen evolution reaction (OER) performance of the obtained electrodes was tested by linear sweep voltammetry (LSV), chronopotentiometry, and electrochemical impedance test (EIS). At a ultrathigh current density of 100 mA·cm-2, Fe2O3@Ni3S2/NF electrode showed a low OER overpotential of only 223 mV, which was 285 mV lower than that of Ni3S2/NF electrode (before growth of Fe2O3). These excellent properties are attributed to the faster reaction kinetics and smaller charge transfer impedance of Fe2O3@Ni3S2/NF electrode comparing with Ni3S2/NF. |
| Keywords: hydrothermal method electrocatalysis oxygen evolution reaction Ni3S2 nanowire networks Fe2O3 nanoparticles |
| 投稿时间：2021-04-06 修订日期：2021-06-13 |
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| 乔清山,张晟,周晓亚,胡立兵,陆洪彬,唐少春.泡沫镍负载Fe2O3@Ni3S2纳米线网状结构电极的制备及其电催化析氧性能[J].无机化学学报,2021,37(8):1421-1429. |
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