近日，中国石油大学（华东）材料科学与工程学院2017级材料化学专业本科生陈沁薇的科研成果《超快修饰合成FeS纳米阵列基Fe-Ni双金属氢氧化物用于高效析氧》 （Ultrafast surface modification of FeS nanosheet arrays with Fe–Ni bimetallic hydroxides for efficient oxygen evolution）在Journal of Alloys and Compounds在线发表。该研究成果第一作者为陈沁薇，通讯作者是理学院董斌副教授，中国石油大学（华东）为第一署名单位。

为应对全球气候变暖带来的环境问题，同时加快化石能源的低碳化利用，世界各国都在积极推动清洁能源体系的转型。氢能与电能被认为是未来清洁能源结构体系的两个重要支柱。可再生能源发电的迅猛发展为电解水制氢的规模化应用带来了广阔的空间和持久的推动力，也是实现绿色氢能供给的重要途径。而开发高效、廉价的过渡金属催化制氢体系是解决目前贵金属基电催化剂储量有限、价格昂贵的有效手段之一。

基于此，陈沁薇同学设计了自支撑型FeNi（OH）x / FeS / IF多级结构催化剂用于高效电解水析氧过程。利用过渡金属硫化亚铁纳米阵列结构的优势（如廉价丰富、易调控及导电性好等），在其表面采用简便、快速的化学修饰方法（30s），原位构筑了交联非晶Fe-Ni双金属氢氧化物纳米片结构，在碱性介质中，表现出优异的电催化析氧活性和稳定性。这项工作为设计过渡金属基高效析氧催化剂提供了一种简便、易行的方法，具有很好的应用潜力。

研究团队以FeS/IF为底物在硝酸镍溶液中的快速表面反应促进了FeNi(OH)x的双金属超薄膜的形成，增强了其氧发生反应(OER)的性能。由于其良好的导电性，IF支持的FeS纳米片可以改善作为OER活性位点的FeNi(OH)x的分散性和导电性。物理特性证实了FeNi(OH)x/FeS/IF的封闭相互作用，说明了表面改性的有效性。电化学测量表明，FeNi(OH)x/FeS/IF仅需要273 mV的低过电位就可以达到OER的100 mA cm−2(几何电流密度)。其优异的催化性能主要归功于衬底导电性的提高、活性位点的增多以及铁镍双金属氢氧化物的强协同作用。取得了较好的长期稳定性。这项工作提供了一种简单的方法来生产先进的分级纳米结构作为OER的电催化剂。

论文要点：1）在导电FeS纳米片上制备了非晶态铁镍双金属氢氧化物薄膜；2）以FeS/IF为底物的快速表面反应是制备无定形氢氧化物的关键；3）FeNi(OH)x的双金属超薄非晶膜具有增强的本征活性；4）这项工作为OER的分级纳米结构提供了一种简单的途径。

该研究成果得到审稿专家的肯定，认为该工作的简便设计思路，为自支撑型高活性非贵金属基析氧催化材料的制备提供了有益参考，具有潜在的工业应用前景。Journal of Alloys and Compounds属于Elsevier数据库，SCI收录杂志，中科院分区工程技术大类/材料科学大类均为二区TOP期刊，2019年影响因子4.175。该期刊定位于材料科学、物理冶金、固态化学与物理等方面的合金与化合物的研究，发表相关领域最新的研究成果，每年发表量大，在材料科学、冶金等相关领域具有较高的影响力。

来源 新材料资讯&中国石油大学（华东）材料科学与工程学院

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925838820316613