Page 151 - 《精细化工》2021年第9期

第 9 期 孟齐德，等: 超薄 MOF 纳米片前驱体高效电催化 OER 反应
对其进行了原位拉曼测试，见图 11b~d。
图 11 NiCoFe-MOF/NF 电极拉曼谱图（a）；NF 的原位
拉曼谱图（b）；NiCoFe-MOF/NF 电势递增的原位
拉曼谱图（c）；NiCoFe-MOF/NF 电势递减的原位
拉曼谱图（d）
Fig. 11 Raman spectra of NiCoFe-MOF/NF (a); In-situ
Raman spectra of NF (b); In-situ Raman spectra
of NiCoFe-MOF/NF increasing potential (c) and
decreasing potential (d)
由图 11b 可以发现，电势从 0.30~0.60 V（vs.
·1865·
Hg/HgO），泡沫镍基底的拉曼光谱没有发生变化，
说明泡沫镍基底在电势从 0.30~0.60 V（vs. Hg/HgO）
上升的过程中不会发生变化。由图 11c 可以发现，
NiCoFe-MOF/NF 电极在 0.30 V（vs. Hg/HgO）下，
NiCoFe-MOF 的拉曼特征峰完全消失，取而代之的
–1
是 MO—(OH) n 的 468 和 550 cm 2 个拉曼特征峰。
当电势增加到 0.50 V（vs. Hg/HgO）时，MO—(OH) n
的拉曼特征峰的信号达到最强。当电势达到 0.45 V
–1
（vs. Hg/HgO）时，在 1010 cm 处出现了一个较
宽的拉曼峰，其归属于“活性氧”物种 [23,25-26] ，
–1
并且 1010 cm 拉曼峰是可逆的。由图 11d 可以发现，
随着电势从 0.55 V 降至 0.30 V（vs. Hg/HgO），1010
–1
cm 处的拉曼峰峰强度逐渐降低，直至完全消失，
证明“活性氧”物种为 OER 反应的反应中间体。“活
性氧”物种在 OER 反应中可以促进氧分子中的 O—
O 键形成，加速 OER 反应的进行，降低反应过电势，
这也是 NiCoFe-MOF/NF 拥有优异电催化水氧化性
能的重要原因 [23,26] 。
3 结论
采用溶剂热法制备了 NiCoFe-MOF/NF 纳米片，
一系列表征手段证实其为超薄的纳米片结构，并在
电化学转化后仍能保持纳米片形貌。原位拉曼表征
证实了“活性氧”物种中间体的存在。3 金属协同
及“活性氧”物种中间体可以极大促进 OER 反应进
程，加速 OER 反应发生，使得催化剂展现出优异的
OER 性能。转化后的 NiCoFe-LDH 纳米片在 1 mol/L
KOH 中表 现出优异的催化性能， 电流密度为
2
10 mA/cm 时的过电势仅为 189 mV，并且在该电流
密度下能连续稳定电解 36 h。本研究将对 OER 电催
化剂的设计及合成提供一个新的思路，促进电催化
OER 反应研究的进一步发展。
参考文献：
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