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析氧反应(OER)是能源转换和储存过程中的一个重要反应,该反应电催化性能的提高可大幅度降低电解水反应过程中的电势,提高可再生能源转换与储存的效率。虽然贵金属氧化物Ir02和Ru02有良好的OER电催化性能,但其高昂的价格和有限的资源使它们无法广泛应用。因此,寻找具有优异性能、稳定性好、价格低廉的电催化剂是OER电催化领域研究的重要目标。水滑石(LDH)由于低的价格和独特的层状结构被认为在OER反应中有巨大的潜能,但目前已报道的LDH催化剂依然存在活性位数量低,导电性能差,传质动力学缓慢等问题。为了解决这些问题,进一步提高LDH在OER反应中的催化活性,制备了两种基于ZIF的镍铁水滑石,并对其进行了表征分析和OER反应性能测试。(1)ZIF-67诱导的镍铁水滑石多孔纳米薄片的制备及其析氧性能研究。采用自牺牲模板和共沉淀耦合的方法制备了由ZIF-67诱导的NiFe-LDH纳米片(NiFe-LDH/ZIF-67)。原子力显微镜和场发射透射电镜分析表明,NiFe-LDH/ZIF-67由多孔纳米薄片组成。X射线光电子能谱分析表明,NiFe-LDH/ZIF-67中Ni2+和Fe3+的结合能低于传统的NiFe-LDH,且含有较多的氧空位。在OER反应中,NiFe-LDH/ZIF-67在 10mA Ccm-2电流密度下的过电势为222 mV,低于传统共沉淀法制备的NiFe-LDH，ZIF-67和商业Ru02,且具有较低的Tafel斜率、较高的电化学活性表面积和较高的电子输运能力。通过表征分析推测,NiFe-LDH/ZIF-67具有较好的电催化性能,可能是由于自牺牲模板法和共沉淀法的耦合作用使ZIF-67对NiFe-LDH/ZIF-67的结构产生了影响,得到了具有较薄的多孔纳米片结构。(2)ZIF-8衍生的氮掺杂碳负载镍铁水滑石的制备及其析氧性能研究。采用沉积沉淀法制备了由ZIF-8衍生的氮掺杂碳负载镍铁水滑石(NiFe-LDH/NC)。通过一系列表征发现,该催化剂具有超大的比表面积和不同于传统镍铁水滑石的层状结构,并且氮掺杂碳在较高的热解温度下促进了吡啶氮的形成,从而提高了活性,提供了更有效的活性位点,并提供了更多的N缺陷位。在OER反应中,NiFe-LDH/NC在10mA cqm-2电流密度下的过电势为249 mV,低于传统镍铁水滑石和商业RuO2,同时该催化剂具有较低的Tafel斜率和较高的电化学活性面积,以及远小于传统镍铁水滑石的电化学阻抗。