沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料（ZIF-67）是**的金屬-有機(jī)骨架材料，本研究工作通過犧牲生長在碳纖維（CF）上的ZIF-67作為鈷源和表面活性劑，在CF上一步原位共沉淀多金屬陽離子來制備具有分級結(jié)構(gòu)的NiFeCo-LDH/CF復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)該材料電催化OER活性和穩(wěn)定性的協(xié)同提升。

一種鈷摻雜的層狀鎳鐵雙金屬氫氧化物納米片/碳纖維（NiFeCo-LDH/CF）的復(fù)合催化劑，具有理想的電催化析氧（OER）性能。擴(kuò)展X射線精細(xì)結(jié)構(gòu)分析表明，Co取代可以穩(wěn)定Fe的局部環(huán)境并促進(jìn)NiFeCo-LDH/CF中的π對稱鍵合軌道，達(dá)到優(yōu)化NiFe-LDH電子結(jié)構(gòu)的效果。進(jìn)一步結(jié)合復(fù)合材料分級結(jié)構(gòu)中大量暴露的表面活性位點(diǎn)優(yōu)勢以及CF輔助提升材料的電荷轉(zhuǎn)移速率，所得NiFeCo-LDH/CF材料表現(xiàn)出的OER性能。在電流密度為10 mA cm^-2時(shí)，該催化劑的析氧過電位低至249 mV，并且循環(huán)穩(wěn)定性很好

【圖文解析】 

圖1. NiFeCo-LDH/CF復(fù)合電催化劑的合成過程示意圖。

 NiFeCo-LDH/CF復(fù)合電催化劑的合成如圖1所示。以ZIF-67、Ni²⁺、Fe³⁺和CF作為前驅(qū)體，利用一步溶劑熱反應(yīng)，成功在CF上實(shí)現(xiàn)鎳鐵鈷三種金屬離子的共沉淀，獲得具有管狀卷曲納米片結(jié)構(gòu)的NiFeCo-LDH/CF復(fù)合材料。 

圖2. NiFeCo-LDH/CF材料的（a）SEM圖、（b-d）TEM和HRTEM圖以及（d，f）HAADF-STEM圖和對應(yīng)的元素mapping圖。
SEM和TEM圖表明NiFeCo-LDH/CF由大量卷曲納米薄片堆疊于CF上構(gòu)成，其中納米片厚度約為3.5-4.9 nm（圖2a-b）。HRTEM、HAADF-STEM以及元素mapping圖清晰地揭示了NiFeCo-LDH/CF的分級立體結(jié)構(gòu)，并且證實(shí)Ni、Fe、Co三種元素在該材料中的均勻分布（圖2c-f）。

圖3. NiFeCo-LDH/CF材料與對比樣品的（a）XRD譜圖、（b）FT-IR圖和（c, d）N₂吸附/脫附等溫線及對應(yīng)的孔徑分布圖。

如圖3a的XRD譜圖所示，NiFeCo-LDH/CF材料的衍射峰位與NiFe-LDH相對應(yīng)，表明NiFeCo-LDH/CF結(jié)晶性良好，并且Co的摻入未引起晶體結(jié)構(gòu)的明顯變化。FT-IR圖譜顯示NiFeCo-LDH/CF中沒有二甲基咪唑的咪唑環(huán)彎曲振動，說明材料合成過程中二甲基咪唑僅起到表面活性劑的作用（圖3b）。

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