隨著化石燃料的日漸枯竭和環(huán)境問題的日趨嚴重，對可再生清潔能源的需求將在未來50-100年內(nèi)大幅增加，而電催化全分解水產(chǎn)氧是解決這一能源環(huán)境問題的潛在策略。然而，由于實現(xiàn)析氧反應（OER）歷程在熱力學上的限制，許多電催化劑仍然需要較高過電位，這極大地阻礙了電催化全分解水的發(fā)展。因此，開發(fā)具備高效OER能力的電催化劑具有重要的意義。近年來，大量研究結(jié)果表明二維（2D）層狀的鎳鐵水滑石材料在OER中具有成本低、性能優(yōu)異和穩(wěn)定性高等特點，被認為有望取代傳統(tǒng)的IrO₂和RuO₂等貴金屬電催化劑。然而，2D層狀的鎳鐵水滑石材料普遍存在的導電性差以及表面暴露活性位點低等缺點，抑制了其電催化性能的進一步提升。因此，開發(fā)新的方法來提升2D層狀材料的導電性及表面暴露活性位點具有重要的科學意義。中國科學院理化技術(shù)研究所的科研團隊通過一種簡單合成策略，成功開發(fā)了一種新型高效的鎳鐵水滑石電催化劑，相關(guān)的研究成果發(fā)表在2019年5月10號的《Adv. Energy Mater.》上。 

　　圖：利用北京同步輻射裝置（BSRF）1W1B-XAFS實驗站獲取的X射線吸收譜解析鎳鐵水滑石中金屬鎳和鐵周圍的配位環(huán)境。 

　　在該工作中，他們通過一種簡便的一步法成功地合成了尺寸約30nm，厚度約0.8nm的多孔單層鎳鐵水滑石（PM-LDH）納米片。簡而言之，在80℃和pH為10的條件下，將含Ni²⁺和Fe³⁺的水溶液滴加到甲酰胺水溶液中，僅用10分鐘，就可以迅速合成PM-LDH納米片。通過高分辨透射電鏡，電子自旋共振和同步輻射的測試，他們發(fā)現(xiàn)這種快速合成的單層鎳鐵水滑石納米片中不僅具有大量的孔結(jié)構(gòu)，還含有高濃度的氧和金屬離子缺陷。PM-LDH中的氧和金屬離子缺陷協(xié)同作用不僅可以增加LDH納米片的導電性，同時還可以增強了水電氧化過程中對H2O吸附和OH*中間體的成鍵能力，這促使PM-LDH具有優(yōu)異的電催化產(chǎn)氧性能。PM-LDH在10mAcm^-2的電流密度下的過電勢是230mV，并且Tafel斜率僅為47mVdec^-1。這是迄今為止報道的鎳鐵水滑石在電催化產(chǎn)氧領(lǐng)域的最佳性能之一。這種制備高效水滑石催化劑簡易策略的提出，為多孔單層水滑石納米片在電催化，催化和太陽能電池中更廣泛應用提供了可能。 

　　發(fā)表文章： 

　　Xin Zhang,# Yufei Zhao,# Yunxuan Zhao, Run Shi, Geoffrey I. N. Waterhouse, Tierui Zhang* A Simple Synthetic Strategy toward Defect‐Rich Porous Monolayer NiFe‐Layered Double Hydroxide Nanosheets for Efficient Electrocatalytic Water Oxidation. Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1900881.