近些年来，燃料电池因其可以在温和反应条件下高效供能在基础研究及实际应用领域都获得了广泛关注，其中，肼（N₂H₄）因其具有较高能量密度，良好的储氢能力且作为能源供能过程中无有害副产物生成的特点被认为是一种极具发展前景的能量来源。目前，肼催化分解过程多用含贵金属元素的催化剂材料，因贵金属基材料储量较少，成本高昂，在一定程度上限制了肼分解过程催化过程的发展。

针对以上问题，北京化工大学赵宇飞、宋宇飞教授等人以CoFe水滑石材料（CoFe-LDH）为研究对象，通过一步法合成不同阴离子插层的CoFe水滑石材料 (NO₃^-, Cl^-, BO₃^3-, CO₃^2-)实现其对催化肼分解效率的高效调变。其中NO₃^-插层的CoFe-LDH样品粒径及厚度都明显小于其他三类CoFe-LDH样品，且具有更高的电催化肼分解效率。

同时，为探究插层阴离子对CoFe-LDH微观结构的影响，在该研究中亦通过X射线精细结构谱图对其进行进一步的研究。该谱图证实，不同插层阴离子的电催化性能及缺陷程度呈现极高的规律性，其中，电催化性能最为优越的NO₃^-插层的CoFe-LDH样品具有最多的金属缺陷及氧缺陷，而据文献报道，金属缺陷及氧缺陷均可以在电催化过程中充当过程活性位点，使得该样品具有相较于其他三种样品更为突出的电催化性能。

该工作以CoFe-LDH为研究对象，通过对CoFe-LDH层间插层阴离子的调控实现对电催化肼分解过程的有效调控，同时精细结构表征的结果亦证实，插层阴离子对水滑石电催化性能的调控可以在很大程度上归因于不同插层阴离子对水滑石材料主题层板缺陷的调控。该工作将水滑石主体层板缺陷与电催化性能建立了明确的联系，同时为水滑石基材料在电催化肼分解过程领域的应用提供了可靠的催化剂材料设计思路。

除此电催化领域应用之外，该不同阴离子插层CoFe-LDH在颜色上亦呈现明显区别，紫外可见吸收光谱的测量结果也表明，通过不同阴离子插层CoFe-LDH对不同材料的吸光性能有显著影响，该影响可能源于其微观结构上的电子跃迁的改变，因而该材料未来可能在光热转换领域获得长足发展。

论文信息：

Controllable Modulation of Defects for Layered Double HydroxideNanosheets by Altering Intercalation Anions for EfficientElectrooxidation Catalysis

Tianyi Lai+, Jikang Wang+, Xiaoliang Sun, Yufei Zhao,* and Yu-Fei Song[a]

Chemistry – An Asian Journal

DOI: 10.1002/asia.202101084