NiFe基三元水滑石析氧反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與理論的研究.pdf

1、水滑石在電化學(xué)方面的應(yīng)用已經(jīng)取得了廣泛的研究，但是關(guān)于其在析氧反應(yīng)(Oxygen Evolution Reaction，OER)方面的理論計(jì)算卻鮮有報(bào)道。本文首先運(yùn)用密度泛函理論(Density Functional Theory, DFT)計(jì)算了NiFe-LDH(001)晶面和(1-10)晶面OER反應(yīng)的過(guò)電位，然后構(gòu)建了Co(Ⅱ)和Co(Ⅲ)摻雜的兩種三元水滑石的超晶胞，并計(jì)算了其(001)和(1-10)兩種晶面OER反應(yīng)的過(guò)電位。

2、DFT計(jì)算結(jié)果表明:向NiFe-LDH摻雜Co后，其OER反應(yīng)活性會(huì)有一定提高。其中Co(Ⅲ)的摻雜對(duì)OER性能的提升更大，過(guò)電位只有0.413 V。Co(Ⅱ)的摻雜對(duì)Ni3Fe-LDH的OER性能也有一定提升，其過(guò)電位是0.481 V小于NiFe-LDH的0.572 V。
　　其次，為了解釋Co摻雜對(duì)NiFe-LDH的OER性能提升的影響，我們進(jìn)行了分波態(tài)密度和電荷密度的計(jì)算。態(tài)密度結(jié)分析表明Co摻雜后對(duì)NiFe-LDH的價(jià)帶有

3、一定影響，即Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)摻雜后費(fèi)米能級(jí)會(huì)向低能級(jí)方向移動(dòng)約0.25 eV，這會(huì)有利于電子從晶體內(nèi)部移動(dòng)到表面，使反應(yīng)容易發(fā)生。為了進(jìn)一步探究Co的價(jià)態(tài)變化對(duì)OER性能的影響，電荷分析結(jié)果說(shuō)明Co(Ⅲ)周圍電荷密度更低有利于H2O分解為·OH吸附在Co(Ⅲ)的反應(yīng)位點(diǎn)上。
　　最后，通過(guò)共沉淀的方法合成了NiFe-LDH和Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)摻雜的三元水滑石并對(duì)電化學(xué)活性進(jìn)行表征。結(jié)果表明Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)的摻雜可進(jìn)