NiFe-LDHs催化剂的规模化制备及电解水析氧性能研究—推荐一个综合化学实验

　　

绿色高效的电解水制氢技术是实现碳中和目标的重要途径。电解水制氢包含阳极析氧 (OER)和阴极析氢两个半反应(HER)，其中OER涉及多电荷转移过程，动力学缓慢，过电位高，制约了阴极产氢效率。因此，开发高活性、低成本、易于规模化制备的OER电催化剂至关重要。然而，目前大多数报道的催化剂面临制备成本高、合成方法复杂等问题。层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides, LDHs）因兼具优异电催化活性、良好稳定性与低成本优势，已成为当前电催化研究热点。本文采用微液膜反应器技术，通过调控金属离子比例与老化时间，成功实现具有高OER活性NiFe-LDHs催化剂的公斤级制备。实验结果表明，当Ni:Fe=3:1且老化时间为3 h时，所制备的催化剂OER性能最优，在10 mA・cm⁻2 电流密度下过电位仅为265 mV。本实验对接“双碳”战略，将前沿科研成果转化为创新性教学模块，既提升学生对绿色能源材料设计与电催化反应机理方面的认知水平，同步激发学生的科技创新能力，构建科研反哺教学、理论与实践深度融合的育人新模式。

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