等离子体处理LDH对NiCo氧化物析氧性能的影响

李国梁，王旭杰，方 晗，王升高，王戈明

等离子体化学与新材料湖北省重点实验室（武汉工程大学），湖北 武汉430205

析氧反应（oxygen evolution reaction，OER）的缓慢动力学特征严重制约了金属-空气电池、燃料电池等新能源器件的能量转换效率［1-2］。贵金属铱和钌的氧化物被认为是在酸性和碱性溶液中性能最好的OER催化剂［3］，但由于贵金属资源稀缺和成本高昂等原因无法大规模应用［4］。因此，开发用于催化OER的高效率、低成本非贵金属催化剂成为当前一大研究热点［5-6］。

镍钴氧化物及其衍生物作为具有潜力的电催化剂，由于其资源丰富、价格低廉且易于获得而备受关注［7］。一般通过控制前驱体层状双金属氢氧化物（layered double hydroxide，LDH）的形貌制备形貌不同的镍钴氧化物（如层状［8］、棒状［9］、球状［10］等）。由于镍钴氧化物的形貌不同，其裸露的活性位点数量不一，因而析氧性能存在差别。

大多数镍钴氧化物是通过热处理前驱体LDH的方法制备。然而，在高温处理过程中，LDH会不可避免地发生团聚［11］，使材料无法得到有利的形貌结构，从而导致OER催化活性降低。本研究充分利用等离子体的低温特性，采用氩等离子体处理前驱体LDH，以缓解镍钴氧化物片层堆叠团聚，进而获得更大的比表面积和丰富的孔结构，改善了材料的OER催化性能。

1 实验部分

1.1 材料的制备

实验中使用的所有化学药品均为分析纯，去离子水电阻率为18.25 MΩ。将Co（NO3）2·6H2O（1 mmol）和Ni（NO3）2·6H2O（1 mmol）溶解在去离子水（60 mL）中，向上述溶液中缓慢滴加氨水至过量，30℃水浴下搅拌1 h后升温至80℃，直至过量的氨水蒸发后自然冷却至室温。……