镍铁基过渡金属催化剂缺陷调控析氧反应性能研究进展

doi:10.12422/j.issn.1006-396X.2025.03.005

摘要/Abstract

摘要：

镍铁（NiFe）基过渡金属催化剂因其优异的电催化性能，近年来在析氧反应（OER）中受到了广泛关注。然而，与贵金属Ru或Ir相比，NiFe基过渡金属催化剂的催化效率仍存在一定差距，因此对其改性十分必要。通过缺陷工程能够有效提升NiFe基过渡金属催化剂的OER催化活性。总结了NiFe基过渡金属催化剂的缺陷类型、表征方法，并概述了缺陷材料的构筑方法、缺陷型NiFe基过渡金属催化剂OER的研究进展；针对缺陷工程提升OER性能所面临的挑战进行了探讨，并对未来的发展提出了展望。

关键词: 镍铁基过渡金属, 缺陷工程, 构筑, 电催化剂, 析氧反应

Abstract:

Nickel?iron (NiFe)?based transition metal catalysts have garnered significant attention in recent years for their excellent electrocatalytic performance,particularly in the oxygen evolution reaction (OER).However, the catalytic efficiency of NiFe?based transition metal catalysts still has a certain gap compared with precious metal Ru or Ir, so it is necessary to modify it.Research has shown that defect engineering can effectively enhance the OER catalytic activity of NiFe?based transition metal catalysts.The types of defects in NiFe?based transition metal catalysts, the characterization methods, and the methods for constructing defect materials are summarized, and an overview the research progress of the OER study of defect?type NiFe?based transition metal catalysts is given; the challenges of defect engineering to improve the OER performance are discussed and prospects for future development are proposed.

Key words: Nickel?iron?based transition metals, Defect engineering, Construction, Electrocatalysts, Oxygen evolution reaction

中图分类号:

TQ136.1

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图/表 4

图1 在NiFe LDH纳米阵列电极中引入O空位缺陷的示意图[19]

Fig.1 Schematic illustration of introducing oxygen vacancy defects to NiFe LDH nanoarray electrode[19]

图2 不含VO和含VO的Ni和Fe原子的态密度和d带中心[22]

Fig.2 The density of states and d-band center of Ni and Fe atoms without VO and with VO[22]

图3 多孔单层LDH和单层LDH的合成[30]

Fig.3 The synthesis of porous monolayer LDH and monolayer LDH[30]

图4 强碱刻蚀LDHs合成NiFe LDHs-VFe和NiFe LDHs-VNi[43]

Fig.4 The synthesis of NiFe LDHs-VFe and NiFe LDHs-VNi by strong alkali etching LDHs[43]

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