石河子大学陈龙团队JCIS发文：Ni3S2/Co9S8嵌入低结晶度N1iCo水滑石用于高效全水解

氢能作为一种清洁、可再生的能源，在未来的能源利用中具有重要的作用。电解水制氢具有广泛的应用空间，设计和制备具有良好催化性能的非贵金属双功能HER和OER电催化剂用于碱性条件下的电解水具有重要意义。镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo LDHs)是一种具有高性能、稳定性的电催化剂。

但其导电性较弱，限制了实际应用，因此通过一种简单的水热原位转化策略，成功合成Ni₃S₂/Co₉S₈异质结构嵌在低结晶度NiCo LDH纳米片阵列上的新型多相电催化剂(Pc-NiCo LDH/Ni₃S₂/Co₉S₈)，为用于电催化水分解的多相复合电催化剂的设计提供了新的思路。

基于此，石河子大学化学化工学院陈龙副教授团队发表了研究性文章，该论文设计了一种Ni₃S₂/Co₉S₈异质结构嵌在低结晶度NiCo LDH纳米片阵列上的新型多相电催化剂，并将其应用于碱性条件OER和HER中，其对应的过电位分别为η100=330 mV、η10=127 mV，全解水达到10mA/cm2的电流密度需要1.583V的电压。

相关文章以“Ni₃S₂/Co₉S₈ embedded poor crystallinity NiCo layered double hydroxides hierarchical nanostructures for efficient overall water splitting（https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.01.074）”为题发表在Journal of Colloid and Interface Science（中科院一区，IF9.965）上。本文第一作者为石河子大学化学化工学院郑阳、王利平硕士，通讯作者为陈龙副教授，通讯单位为石河子大学。

本文通过简单的水热原位转化策略成功合成Pc-NiCo LDH/Ni₃S₂/Co₉S₈。

亮点二：

通过调整硫源用量实现异质结构的构建和LDH结晶度调节。

亮点三：

异质结构的构建和结晶度的调节实现了活性位点电子结构的调节，提升了本征催化活性。

图1. Pc-NiCo LDH/Ni₃S₂/Co₉S₈合成路线.

图2. 材料的XRD、XPS表征.

图3.材料的形貌表征.

图4. OER性能测试.

图5. HER性能测试.

图6. 全解水性能测试.

作者通过简单的水热原位转化法将Ni₃S₂/Co₉S₈异质结构与低结晶度的NiCo LDH相结合，构建了独特的分层电催化剂，研究了硫的加入量对电子结构、结晶性和电催化性能的影响。Ni₃S₂/Co₉S₈N异质结构与Pc-NiCo LDH之间的界面相互作用可以调节活性位点的电子结构，提高电荷转移速率。

此外，独特的层次化纳米结构可以暴露更多的活性位点，增强传质过程，从而获得优异的水分解性能。Pc-NiCo LDH Ni₃S₂/Co₉S₈需要1.744V的电压实现50 mA/cm²的全解水，此时的H₂和O₂生产速率分别为6.4和3.1 μL s^-1，表明其具有潜在的实际应用价值。这些发现不仅拓展了NiCo LDH的优化途径，而且为碱性溶液中的HER和OER开发了新型高效的电催化剂。

Yang Zheng, Liping Wang, Jianxiang Pang, Kaisheng Sun, Juan Hou, Gang Wang, Wen Guo, Long Chen, Ni₃S₂/Co₉S₈ embedded poor crystallinity NiCo layered double

hydroxides hierarchical nanostructures for efficient overall water splitting.

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