Trans Tianjin Univ |尖晶石NiFe₂O₄及其纳米碳杂化物的电催化析氧反应比较研究
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https://link.springer.com/article/10.1007/s12209-021-00310-x
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本文亮点1. 本文使用温和的溶剂热法合成了NiFe₂O₄尖晶石材料与二维氧化石墨烯和一维碳纳米管的混合物。
2. 研究发现，NiFe₂O₄与二维氧化石墨烯对OER的电催化活性在过电位和Tafel斜率方面优于一维碳纳米管基电催化剂。NiFe₂O₄与二维氧化石墨烯混合物表现出良好的稳定性，在10 mA/cm²的电流密度下具有327 mV的过电位和103 mV/dec的Tafel斜率。
3. NiFe₂O₄与二维氧化石墨烯的高性能主要归功于其独特的形态、更多暴露的活性位点以及具有高表面积的多孔结构。
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内容简介世界能源需求快速增长，化石燃料不足以满足未来需求，其广泛使用也对其他生物的环境和健康造成严重影响。因此，这些关注促进了世界范围内关于开发清洁、无障碍且具有成本效益的可持续能源技术的广泛研究。
电催化析氧反应（OER）是将可再生电力转化为氢气形式的化学燃料的关键反应之一。迄今为止，在设计兼具有优异活性、坚固耐用性以及理想成本效益OER催化剂方面仍然存在挑战。过渡金属氧化物和含碳材料的杂化是开发高性能电催化剂的最有效和最有前途的策略之一。因此，将金属氧化物与含碳材料杂化的方法为开发用于水电化学应用的有效电催化剂提供了有吸引力的平台。
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图文导读图1 NFO/rGO、NFO/SWCNT和NFO/MWCNT的合成过程示意图
图2 XRD图谱（a）GO、rGO、MWCNT及SWCNT，（b）NFO、NFO/rGO、NFO/MWCNT及NFO/SWCNT
图3 低分辨率和高分辨率FESEM图（a，b）NFO/SWCNT，（b，c）NFO/MWCNT，（e，f）NFO/rGO
图4 NFO/SWCNT、NFO/MWCNT和NFO/rGO杂化物的（a）氮吸附等温线，（b）孔体积分布
图5 （a）5 mV/s下的OER极化曲线，（b）源自极化曲线的Tafel图，（c）EIS的Nyquist图（插图：Randles 电路），（d）在1 M KOH溶液中恒定电压下的电流密度与时间曲线
图6 （a）合成催化剂的OER性能比较，（b）催化剂表面OER的机理示意图
耆那大学纳米与材料科学中心(CNMS)的全职教授。在加入CNMS之前，他是印度IIT布巴内斯瓦尔的DST-Ramanujan研究员（2013-2017）。他在印度乌特卡尔大学获得学士学位(2001年)和硕士学位(2003年)，在印度班加罗尔的JNCASR获得博士学位(2008年)，师从印度C.N.R.Rao（Bharat Ratan）教授。他在新加坡国立大学（2008-2009）、美国普渡大学（2010-2012）和韩国UNIST（2012-2013）进行博士后研究。他获得了著名的Ramanujan奖学金和2013年印度政府科学技术部青年科学家奖，2017年Elsevier新兴研究员奖，2017年国际先进材料协会2017年IAAM奖章，2015年Venus International Foundation青年研究员奖。他的研究兴趣包括用于化学传感器和生物传感器、超级电容器和储能设备、场发射器和电子设备的二维层状材料及其混合物的制备和表征。他在国际期刊上发表了180多篇研究论文，并编辑了3本书。他目前的h指数为43，总引用次数约为8000。2020年，他在斯坦福大学的研究中被评为印度前2%的科学家。他是皇家化学学会期刊“RSC Advances”以及科学出版物“American Journal of Engineering and Applied Sciences”的副主编。他曾在各种国内和国际会议上发表过五十多次邀请报告，并前往美国、英国、以色列、新加坡、韩国、巴西和俄罗斯等多个国家进行合作。
Transactions of Tianjin University
天津大学学报（英文版)
主编：巩金龙
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《天津大学学报（英文版）》是由教育部主管、天津大学主办的学术性英文期刊，被EI、Scopus等多家国际著名数据库收录。2018年改版为专业刊，重点刊登能源材料、能源化学与化工领域的原创性、创新性研究成果，包括太阳能利用、产氢与储氢、二氧化碳捕获和转化、燃料电池、电池和超级电容器、催化、煤炭和石油的清洁利用、生物燃料、能源政策等主题。本刊与Springer合作出版，在SpringerLink上全文在线，做到了快速审稿和出版。2016年入选“中国科技期刊国际影响力提升计划”，2019年入选“中国科技期刊卓越行动计划”。欢迎大家关注和投稿！
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