研究目的
通过PLFL工艺设计钴氧化物的结构以用于电化学析氧反应（OER），旨在通过纳米结构化和调控Co3O4的电子态来提升催化活性。
研究成果
PLFL工艺能有效构建氧化钴纳米结构，所得纳米颗粒具有高比表面积和结构缺陷，展现出优异的析氧反应催化活性。该方法显示出可持续生产活性金属氧化物催化剂的潜力。
研究不足
PLFL过程中的尺寸减小机制尚不明确，该过程需要优化以实现实际的大规模应用。
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激光破碎诱导缺陷丰富的氧化钴纳米颗粒用于电化学析氧反应
DOI：10.1002/cssc.201903186
期刊：ChemSusChem
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
通过液相脉冲激光破碎技术（PLFL）在水流系统中制备出粒径小于5纳米的氧化钴纳米颗粒。实验观察到颗粒尺寸从8纳米破碎至4纳米，推测该过程由水中氧化性物质存在及激光辐照下局部温度快速升高引发的氧化反应所致。通过氮气物理吸附、电子显微镜、同步辐射X射线衍射和X射线光电子能谱的详细结构表征证实：PLFL过程显著增大了比表面积，引发了晶体相转变，并形成了结构缺陷（Co2?缺陷和氧空位）。当用作碱性条件下析氧反应的电催化剂时，经破碎处理的氧化钴展现出优于原始样品和纳米铸造氧化钴的催化活性——在369 mV过电位下即可达到10 mA/cm2的电流密度，塔菲尔斜率为46 mV/dec。这归因于：（i）更大的活性表面积暴露；（ii）缺陷形成；以及（iii）电荷转移速率提升。该研究为水流系统中氧化钴纳米结构的可控构建提供了有效方法，在可持续制备高活性钴基催化剂方面具有重要应用潜力。
作者：
Mingquan Yu，Friedrich Waag，Candace K. Chan，Claudia Weidenthaler，Stephan Barcikowski，Harun Tüysüz
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