Cd掺杂NiFe LDH应用于电催化析氢研究.pdf

陶瓷含報Vol.44 No.4第44卷，第4期2023年8 月DO0I:10.13957/ki.tcxb.2023.04.014引文格式：万伟敏，王敏，陈拥军，等.Cd掺杂NiFeLDH应用于电催化析氢研究J陶瓷学报，2 0 2 3,44(4)：7 36-7 43.WAN Weimin,WANG Min,CHEN Yongjun,et al.Cadmium doped NiFe LDH catalyst for hydrogen evolution reaction JJ.Journal of Ceramics,2023,44(4):736-743.Journal of CeramicsAug.2023Cd掺杂NiFeLDH应用于电催化析氢研究万伟敏，王敏，陈拥军，骆丽杰，余婉霏，张艳平(海南大学材料科学与工程学院南海海洋资源利用国家重点实验室，海南海口57 0 2 2 8)摘要：镍铁层状双氢氧化物(NiFe LDHs)是一种被广泛研究的优良析氧反应电催化剂。然而，它们的析氢反应(HER)和全解水性能并不令人满意。因此，通过水热法将Cd掺杂在NiFe-LDH纳米片阵列中，获得优异的HER性能，在电流密度为10 mAcm处碱性析氢过电位仅为111mV，塔菲尔斜率为93.5mVdec-l。将其用于两电极全解水体系，驱动10 mAcm-的电流密度仅需1.6 2 1V电压。突出的催化性能归因于Cd掺杂NiFeLDH导致Fe电子云密度升高，利于氢质子的吸附，同时Cd作为新的吸附水活性位点，从而提升电催化析氢性能。关键词：NiFeLDH；C d；掺杂；电催化析氢；电催化全解水中图分类号：TQ174.75文献标志码：A文章编号：10 0 0-2 2 7 8(2 0 2 3)0 4-0 7 36-0 8Cadmium Doped NiFe LDH Catalyst for Hydrogen Evolution ReactionWAN Weimin,WANG Min,CHEN Yongjun,LUO Lijie,YU Wanfei,ZHANG Yanping(School of Materials Science and Engineering,State Key Laboratory of Marine Resource Utilization in South China Sea,Hainan University,Haikou 570228,Hainan,China)Abstract:NiFe layered double hydroxide(LDH)-based materials arouse great attention because of their outstanding catalyticactivity for oxygen evolution reaction(OER)under alkaline conditions.However,their catalytic activity for hydrogenevolution reaction(HER)under alkaline conditions is not sufficiently high.Herein,Cd is used to dope NiFe-LDH nanosheet arrayby using hydrothermal method,to achieve high HER performance.In 1 M KOH solution,at a low overpotential of 111 mV,thecurrent density could reach 10 mAcm-2 for HER,with a low Tafel slope of 93.5 mV-dec-.Simultaneously,when the NiFeCd-LDHis used as bifunctional catalysts,just a low voltage of 1.621 V is required to achieve a current density of 10 mAcm2.Theoutstanding catalytic performance is attributed to the increase density of Fe electron cloud,due to the Cd doping effect in NiFeLDH,which is conducive to the adsorption of protons.Meanwhile,Cd acts as a new active site for water adsorption,thusimproving the performance of electrocatalytic hydrogen evolution.Key words:NiFe LDH;Cd;doping;electrocatalytic hydrogen evolution;overall water splitting0引言化石燃料的过度开发和利用，使得能源危机和环境污染问题日益严峻，因此迫切需要加快对收稿日期：2 0 2 3-0 3-0 6。修订日期：2 0 2 3-0 4-18。基金项目：海南省自然科学基金青年基金(52 2 QN282)。通信联系人：王敏(1991-)，女，博士，讲师。可再生清洁能源的开发。由于氢能具有高能量密度(142 MJkg)、产物无污染等优点 而被称为21世纪最有潜力的能源。目前，制备氢气的主要手段包括：水裂解制氢2 、煤炭气化制氢3、重Received date:2023-03-06.Revised date:2023-04-18.Correspondent author:WANG Min(1991-),Female,Ph.D.,Lecturer.E-mail:第44卷第4期油及天然气水蒸气催化转化制氢4、微生物发酵产氢5。在这四种制氢方式中，水裂解制氢的效率最高，污染最少，最常用的方法是利用清洁电力资源催化分解水制氢6 ，催化剂一般均是商业贵金属(Pt、Pd、R u 等)，但由于其价格昂贵，地壳储存量少，稳定性差无法大规模使用7-8 。因此，开发廉价和高效稳定的非贵金属电催化剂非常有意义。近期，科研人员已经通过多种手段开发了大量过渡金属基催化剂(TMBC)9-15来代替贵金属用于水分解。其中,镍铁层状氢氧化物(NiFe-LDH)作为碱性溶液中的一种高活性OER催化剂受到了广泛关注。然而，由于弱的氢吸附(Had)，其碱性HER的活性相当低，导致全解水性能较差16-17 。掺杂是一种有效的策略，可以增加活性位点的数量或增强NiFe-LDH的内在活性。例如，Wang等18 通过Ir掺杂NiFe-LDH以增加其的活性位点并改善其电子结构，从而提供超低HER过电势(19 mV10 mAcm2);Jadhav 等19 描述了一种Ce掺杂的NiFe-LDH/Ni复合材料，在1MKOH中实现10 mAcm-的电流密度时OER和HER的过电位分别为17 5mV和147 mV；D i n h 等2 0 研究了一种V掺杂NiFe-LDH用于OER/HER的电催化剂，在10 mAcm-1电流密度下的过电位为231 mV 和 12 5 mV；Ch e n 等2 1 将 Ru 掺人NiFe-LDH的晶格中，在10 mAcm-电流密度处HER的过电位仅为32 mV，R u 的掺杂有效改善了水解离和氢吸附。因此，通过改变掺杂元素的类型，有望进一步提高其催化性能。目前，大多数用于HER或全解水的NiFe-LDH基催化剂都集中在贵金属和第一排过渡金属以及非金属的掺杂上。根据文献，氢氧化镉Cd(OH)2的(0 0 1)表面与氢氧化钴Co(OH);的(0 0 1)表面非常相似2 2 ，并且具有相似的电催化性能。因此，在这项工作中，用非第一排过渡金属Cd掺杂NiFe-LDH，通过水热法在泡沫镍上生成NiFe-LDH/NF和Cd掺杂的 NiFeCd-LDH/NF(掺杂Cd的浓度为0.0 7 mmol)样品，并研究了对HER和 OER 性能的影响。研究发现，Cd 掺杂的NiFe-LDH在1MKOH溶液中表现出超低的HER(111 mV10mAcm)过电位。同时，当Cd掺杂的NiFe-LDH用作全解水的双功能催化剂时，仅需1.6 12 V即可实现10 mAcm的电流密度，并在10 h内表现出优异的稳定性。这为其在大规模万伟敏等：Cd掺杂NiFeLDH应用于电催化析氢研究原材料及制备过程取3cmx3cm的泡沫镍，用5%的稀盐酸超声清洗2 5min去除表面氧化物，随后，用去离子水和酒精依次超声清洗去除泡沫镍中残留的酸和盐，烘干作为基底材料。称量 0.7 5 mmol Ni(CH;COO)2:4H2O、0.25 mmol Fe(NO3)39H20、0.0 7 m m o l Cd Cl 2、2.50mmolCO(NH2)2将混合药品溶解在2 0 mL的去离子水中，搅拌得到均匀的溶液，将溶液和泡沫镍转移至50 mL的特氟龙衬里不锈钢制高压釜中，置人12 0 烘箱中加热12 h。待其反应完成后将泡沫镍取出，分别用去离子水和无水乙醇超声清洗10 min去除表面的盐和部分产物，随后，在55的真空干燥箱中干燥5h，得到最终产物。1.2表征和性能测试采用X射线衍射仪(XRD,D8 Advanced)对所得样品结构及成分进行分析，测试条件为Cu靶，扫描角度为5 50 通过扫描电镜(SEM,S-4800)和能量色散X射线光谱仪(EDS)观察材料的微观形貌和元素分布。利用型号为Bruker Tensor 29的傅里叶红外光谱仪测试样品的特征吸收峰。1.3电极制备室温下使用三电极体系电化学单池，将负载 NiFeCd-LDH和NiFe-LDH的泡沫镍切成3 mm3 mm 的工作电极。以标准饱和甘汞电极作为参比电极，碳棒作为对电极。并以商用催化剂Pt/C(20%)和Ir/C(20%)分别与Nafion混合均匀后滴于3mmx3mm泡沫镍上,负载量为2 mg-cm。1.4电化学产氢(HER)通过CHI760E电化学工作站测试电催化活性，向1MKOH电解液中通氮气30 min后进行HER测试。循环伏安法(CV)电压测试范围为-1.8 V-0.9V，扫描速率为50 mVs-l，直至得到稳定的CV，将扫描速率变为5mVs-l进行线性扫描伏安法(LSV)测试,获得性能曲线。电化学阻抗(EIS)测量初始电压为-0.12 4V，测量频率为0.1Hz100 kHz。稳定性通过恒电压测试(CP)测试获得，电压范围为0 V2V。1.5电化学产氧(OER)通过CHI760E电化学工作站测试电催化活性,向1MKOH电解液中通氧气饱和后进行OER测试。CV电压测试范围为0 V0.5V，扫描速率 737 电解水制氢方面的应用提供重要实验基础。1实验1.1陶瓷含報2023年8 月 738为50 mVs1，直至得到稳定的CV，然后将扫描速率变为5mVs-进行单圈的CV测试，获得性能图谱。EIS测量初始电压为0.52 V，测量频率为0.1 Hz10 0 k H z。稳定性通过恒电压测试(CP)测试获得，电压范围0 V12 V，电流观察曲线变化获得稳定性图谱。1.6全解水测试先在1MKOH电解液中通氮气饱和；再在单电解池中进行两电极测试。本实验使用双功能NiFeCd-LDH/NF(3 mmx3 mm)作为阴阳极进行电解水测试，将滴在泡沫镍上的铂碳和铱碳分别作为阴极和阳极进行两电极测试。稳定性通过进行恒电压CP测试获得。2结果与讨论2.1催化剂的表征NiFe-LDH/NF 和 NiFeCd-LDH/NF 材料的 X射线衍射分析(XRD)图谱如图 1(a)所示。从图1 中(a)(003)(003)1020图1NiFe-LDH/NF和NiFeCd-LDH/NF样品的(a)XRD图；(b）红外光谱图Fig.1 XRD patterns(a)and FT-IR spectra(b)of the NiFe-LDH/NF and NiFeCd-LDH/NF samples(a)可以看出，NiFe-LDH/NF(JCPDS#40-0215)相在20-11.410、2 2.97 4和34.42 5处有3个最强峰，分别对应于LDH的(0 0 3)、(0 0 6)和(0 12)晶面。当Cd 元素掺杂 NiFe-LDH/NF 后，NiFeCd-LDH/NF的(0 0 3)、(0 0 6)和(0 12)晶面具有清晰衍射峰，这与标准NiFe-LDH/NF物相一致，说明Cd原子已成功地掺入NiFe-LDH材料中，未发生相分离。如图1(b)所示，傅里叶红外光谱显示NiFeCd-LDH/NF 和 NiFe-LDH/NF 在 342 0 cm-1处有一个宽而强的吸收峰，这是层板上和层间水分子中的羟基伸缩振动峰，而136 0 cm-1和653cm处同样出现碳酸根的伸缩振动峰。这些结果表明了 Cd 的掺杂并没有改变NiFe-LDH/NF原有的层状氢氧化物结构。NiFe-LDH/NF和NiFeCd-LDH/NF材料的场发射扫描电子显微镜(SEM)图谱如图2 所示。从图 2 中可以看出，NiFe-LDH/NF 和 NiFeCd-LDH/NF两种样品的形貌均为纳米片，无明显差别，说明掺杂并没有改变样品的片状结构。(b)1.41.2-1.0NiFeCd-LDH/NF(012)(006)NiFe-LDH/NF(012)(006)PDF#40-0215304020/()NiFeCd-LDH/NF0.80.60.40.20-NiFe-LDH/NF504000(b)3420cm/vOH3000Wavelength/cm-l1360cm-1V653cmVsCO,2-200010001 m图2(a)NiFe-LDH/NF和(b)NiFeCd-LDH/NF样品的 SEMFig.2 SEM images of the NiFe-LDH/NF(a)and NiFeCd-LDH/NF(b)samples1 m第44卷第4期为了获得有关 NiFeCd-LDH/NF的详细结构信息，利用透射电子显微镜(TEM)进行研究。如图3(a)的高倍透射所示，晶面间距为0.2 5nm，对应NiFeCd-LDH/NF 的(0 12)面。此外，对样品的元素分布进行了测试，结果如图3(b)所示。Ni、Fe 和Cd原子均匀地分布在整个纳米片上，进一步揭示了LDH纳米片中Cd的存在。2.2电催化析氢性能研究使用标准三电极体系在通氮气饱和的1MKOH 溶液中测试 NiFe-LDH/NF 和 NiFeCd-LDH/NF的HER性能，并将泡沫镍和商用铂碳作为对比样，在同样条件下测试HER性能，其LSV曲线如图4(a)所示。从图中可以看出，NiFeCd-LDH/NF的性能明显优于泡沫镍和NiFe-LDH/NF，仅次于铂碳，在10 mAcm电流密度处过电势为111 mV，而在相同电流密度下Pt/C/NF、NiFe-LD H/NF和泡沫镍的过电势分别为27 mV、2 2 5 m V 和 32 7 mV。NiFe C d-LD H/NF、NiFe-LDH/NF、泡沫镍和商用Pt/C的Tafel斜率分别为 93.5 mVdec-l、12 8.0 mV-d e c-l、17 1.0 mV-d e c-i和45.4mVdec-，如图4(b)所示。这表明NiFeCd-LDH/NF的动力学仅次于Pt/C/NF，明显优于未掺杂样品NiFe-LDH/NF。由图4(c)可知，NiFeCd-LDH/NF 的电荷转移电阻(Rct)远小于纯NiFe-LDH/NF和泡沫镍电荷转移电阻，依然仅次于Pt/C/NF，说明NiFeCd-LDH/NF的电极和电解质之间有更快的电子的转移。通过EIS曲线拟合并计算得到电化学比表面积，如图4(d)所示。NiFeCd-LDH/NF具有5.2 5mFcm的大电化学比表面积，高于NiFeLDH/NF（4.8 0 mFcm）和泡沫镍(2.60mF-cm),略小于 Pt/C/NF(19.50 mFcm)。相比于未掺杂的NiFe-LDH/NF，掺杂后的样品拥有更大(a)万伟敏等：Cd掺杂NiFeLDH应用于电催化析氢研究739的电化学活性表面积，证明掺杂后的样品具有更多的活性位点，催化性能更强。另外，电催化稳定性也是衡量HER性能的一个重要指标，还对掺杂后的样品进行了稳定性测试，如图5所示。在2 5h的恒电压测试过程中，NiFeCd-LDH/NF的过电位从111 mV升高至130mV，变化较小，这表明在10 mAcm的电流下 NiFeCd-LDH/NF 的稳定性较好。随后，对25hHER反应后的掺杂样品进行了SEM测试，可以看到反应前后样品的整体形貌没有发生变化(见图6)，证明反应前后其原有的结构没有被破坏，稳定性较好。为了进一步探究Cd掺杂NiFe-LDH/NF提升碱性HER的催化机制，使用X射线光电子衍射仪(XPS)对样品进行表征，通过观察掺杂前后的XPS中元素价态变化及电子结构变化，确定可能的催化机理。分别对反应前后 NiFe-LDH/NF 和NiFeCd-LDH/NF样品的Ni、Fe 和Cd的价态进行了测试。从图7(a)可以看出：在掺杂前后Ni的价态没有变化，Fe2p光谱可以拟合为Fe2p3/2和Fe2p1/2见图7(b),结合能在7 12.6 2 eV和7 2 5.8 2 eV处为 Fe3+的信号峰。与NiFe-LDH/NF 相比，NiFeCd-LDH/NF中Fe2p3/2和Fe2p1/2的结合能分别发生了0.2 eV和0.3eV的轻微负偏移，即向低结合能处移动，说明掺杂Cd元素取代Ni元素后，改变了铁的电子结构，使得Fe3+价态降低即使得Fe 的价态降低，如图 7(c)所示，进一步说明Cd元素确实掺杂到NiFe-LDH/NF中。提升催化的主要原因可能由于掺杂Cd 后，其成为新的吸附水的活性位点，且增强水的吸附，而价态降低的Fe提升了其对H的吸附，从而促进了水的解离，进而提升其催化性能。(b)2.5 um0.25nmFe（0 12)2um图3NiFeCd-LDH/NF样品的(a)HRTEM图像；(b)Ni、Fe 和Cd的元素面分布图谱Fig.3 HRTEM image(a)and element mapping images of Ni,Fe and Cd(b)of NiFeCd-LDH/NF陶瓷含報2023年8 月740(a)-200400-0(b)0.50.4Pt/C/NFNiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NFNifoam171.1 mVdacade-1一10.3128.0mVdacade-600-0.2Pt/C/NF-800-NiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NF0.193.5 mVdacade-1Nifoam-1000-0.6Potential(V vs.RHE)(c)14012010080-60-40-20-045.4 mVdacade-100.40.2Pt/C/NFNiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NFNifoam50Z/ohm01000.4 0.6 0.81.01.21.41.61.82.0Log(Current density/(mAcm-)(d)2019.5191854-3-5.25AN/OAd4.8Nifoam2.6(d)ECSA was determined by the EIS fitting图4NiFeCd-LDH/NF和NiFe-LDH/NF的电化学性能：（a）在Nz饱和的1MKOH溶液中，扫描速率为5mVs-时，没有iR校正的LSV曲线；(b）相应的Tafel图；（c)NiFe-LDH/NF、Ni Fe Cd-LD H/NF、Ni 泡沫和Pt/C/NF电催化剂的电化学阻抗图谱；（d）根据阻抗谱图得到的电化学比表面积Fig.4 Electrochemical properties of NiFe-LDH/NF and NiFeCd-LDH/NF:(a)LSV curves in N2-saturated 1 M KOH solutionat scan rate of 5 mV.s-without iR correction,(b)the corresponding Tafel plots,(c)Nyquist plots and0.6NiFeCd-LDH/NF0.4-0.200.2-0.4-0.6-0.80图5NiFeCd-LDH/NF在电流密度为10 mAcm处的长期HER稳定性测试Fig.5 Chronoamperometric response of the NiFeCd-LDH/NFcatalyst at a current density of 10 mA.cm-2510Time/h1520252um图6 2 5hHER稳定性测试后的NiFeCd-LDH/NF的SEM图像Fig.6 SEM image of the NiFeCd-LDH/NF aftera 25 h HER stability test第44卷第4期2.3电催化析氧性能研究使用三电极体系测试NiFe-LDH/NF、NiFeCd-LDH/NF、泡沫镍和商用铱碳在氧气饱和的1MKOH中的OER电催化性能。如图8(a)的CV曲线所示,NiFeCd-LDH/NF展现出最高的OER活性，在10 mAcm下的过电位最低，为2 57 mV，优于商用Ir/C/NF、Ni Fe-LD H/NF和泡沫镍。另外，根据极化曲线得到塔菲尔曲线，NiFe-LDH/NF、NiFeCd-LDH/NF、泡沫镍和商用铂碳的Tafel斜率分别为2 1.1mVdacade-l、2 0.3mVdacade-1(a)2P322P32NiFeCd-LDH/NF(ne)Kisuaul2P122P/2Pa/2,sat,satNiFe-LDH/NF850860Bingding energy/eV图7XPS光谱(a)Ni2p；(b)Fe 2 p 和(c)Cd3dNiFeCd-LDH/NF和NiFe-LDH/NF的高分辨率光谱Fig.7 XPS high-resolution spectra of NiFeCd-LDH/NF and NiFe-LDH/NF:(a)Ni 2p,(b)Fe 2p and(c)Cd(a)900800(z-uo.vw)/7006001500400300200110001.2Potential(V vs.RHE)(c)2420AIr-C/NFNifoam16-万伟敏等：Cd掺杂NiFeLDH应用于电催化析氢研究Ni 2p(b)(cne)Aarsuau870880NiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NFIr/C/NF-Nifoam1.4NiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NF74185.0 mV-dacade-和 6 6.9 mVdacade-见图 8(b),证明NiFeCd-LDH/NF反应动力学最快。随后在1.47 VVs.RHE下测试了电化学阻抗图谱(EIS)，发现掺杂后的 LDH 的电阻(Rct)小于 NiFe-LDH/NF、泡沫镍和商用铱碳见图8(c)，说明掺杂后的NiFeCd-LDH/NF具有优异的电子传输能力。ECSA是通过双层电容(Cal)方法测量的，NiFeCd-LDH/NF(10.63 mFcm)的Cal值远高于NiFe-LDH/NF和泡沫镍的Cai值见图 8(d)。Fe2p2P/2NiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NF700710Bingding energy/ev1.61.8(c)(ne)Kaisuul720730(b)0.400.380.36Ir/C/NF0.340.320.300.280.260.2400.20.40.60.81.01.2Log(Current density/(mAcm-)(d)1.11.0NiFe-LDH/NF Ir-C/NFCaNifoam0.9Cd3d3dsn3d3/2NiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NF740400NiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NF21.1 mVdacade-166.9mV.dacade-!20.3 mV.dacade-1NiFeCd-LDH/NF=10.63mFcm-2C.-8.28 mF-cm405Binding enenrgy/ev410415420wqo/2.0121.5ir-C/NF8wo/z1.00.8NiFeCd-LDH/NFNiFe-LDH/NF0.70.6Ca=3.63 mFcm-2400图8 NiFeCd-LDH/NF和NiFe-LDH/NF的电化学性能：（a）在Oz饱和的1MKOH溶液中，扫描速率为5mVs-时，没有iR校正的CV曲线；(b）相应的Tafel图；（c)NiFeCd-LDH/NF，Ni Fe-LD H/NF，Ni 泡沫和Pt/C/NF电催化剂的Fig.8 Electrochemical properties of NiFeCd-LDH/NF and NiFe-LDH/NF:(a)CV curves in O2 saturated 1 M KOH solution atscan rate of 5 mV-s-without iR correction,(b)corresponding Tafel plots,(c)Nyquist plots and0.53.03.54.04.5,5.05.56.06.5Z/ohm1020Z/ohm电化学阻抗图谱；（d）相对于RHE在1.12 5V下的电流密度与扫描速率的关系图(d)plots of the current density vs scan rate at 1.125 V vs RHE0.50.430C.-5.12 mF-cm5055Scan rate/(mV.S-l)606570陶瓷含報2023年8 月742此外，电催化稳定性也是衡量OER性能的一个重要指标，因此还对掺杂后的样品进行了稳定性测试，如图9所示。在2 5h的恒电压测试过程中，NiFeCd-LDH/NF的过电位基本保持稳定，变化较小，这表明在10 mAcm-的电流下NiFeCd-LDH/NF的OER稳定性较好。2.4电催化全解水研究基于以上所述,NiFeCd-LDH/NF是一种可用作阴极和阳极的双功能催化剂，可用于电催化全解水，如图10(a)所示，NiFeCd-LDH/NF在1.6 2 1V的施加电压下实现了10 mAcm-的电流密度，低于 Pt/C/NF-Ir/C/NF 电极对(1.6 3 V10 mAcm)。此外，电极电势在10 h内保持稳定，表明全解水具有优异的长期稳定性见图10(b)。(a)300250200150-100-5001.01.21.41.61.82.0Potential(Vvs.RHE)图10(a)NiFeCd-LDH/NF和Ir/C/NF-Pt/C/NF电极对的LSV曲线，以5mVs-的扫描速率进行全解水测试；(b)NiFeCd-LDH和 Ir/C-Pt/C电极对在电流密度为10 mAcm-处的稳定性测试Fig.10(a)LSV profiles of NiFeCd-LDH/NF,Ir/C/NF-Pt/C/NF couple for overll water spliting at a scanning rate of 5 mV.s-l.(b)Chronoamperometric response of the NiFeCd-LDH/NF catalyst and Ir/C/NF-Pt/C/NF couple at a current density of i0 mA:cm-?3结论(1）通过水热法成功将非贵金属非第一排过渡金属Cd元素掺杂在NiFe-LDH/NF中。(2）C d 掺杂 NiFe-LDH/NF在电流密度为10mAcm-处碱性析氢过电位仅为111mV，塔菲尔斜率为93.5mVdec-l。将其用于两电极全解水体系，驱动10 mAcm的电流密度仅需1.6 2 1V电压，低过电位使得其在电解水领域具有广阔的应用前景。(3）优异的催化性能归因于Cd 掺杂 NiFeLDH/NF导致Fe电子云密度升高，利于氢质子的吸附。同时，Cd作为新的吸附水活性位点，从而提升电催化析氢性能。2.01.81.61.41.21.0+0图9NiFeCd-LDH/NF在电流密度为10 mAcm-2处的长期OER稳定性测试Fig.9 Chronoamperometric response of the NiFeCd-LDH/NFcatalyst at a current density of 10 mA.cm-2(b)2.00NiFeCd-LDH/NFPt/C/NF-Ir/C/NFCoupleNiFeCd-LDH/NF510Time/h1.75Pt/C/NF-Ir/C/NFCouple1.50NiFeCd-LDH/NF1.251.000参考文献：1】李阳，罗兆艳，葛君杰，等。水电解析氢低贵/非贵金属催化剂的研究进展J。电化学,2 0 18,2 4(6):57 2-58 8.LI Y,LUO Z Y,GE J J,et al.Journal of Electrochemistry,2018,24(6):572-588.2 JIA J,SEITZ L C,BENCK J D,et al.Solar water splitting byphotovoltaic-electrolysis with a solar-to-hydrogen efficiencyover 30%JJ.Nature Communications,2016,7(1):13237.3 NAVARRO R M,PENA M A,FIERRO J L G.Hydrogenproduction reactions from carbon feedstocks:Fossil fuels andbiomass J.Chemical Reviews,2007,107(10):3952-3991.4贾秀荣.天然气催化制氢气的研究进展J.河南化工，2 0 10,27(15):17-21.JIA X R.Henan Chemical Industry,2010,27(15):17-21.5 张蕾，张磊，舒新前，等。稻草催化热解制取氢气的研究.太阳能学报,2 0 0 9,30(6):8 42-8 45.ZHANG L,ZHANG L,SHU X Q,et al.Acta Energiae 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