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发展清洁可持续的新能源代替传统化石燃料是现代社会的迫切需求。在许多关键的可再生能源开发系统中，析氧反应(OER)让整个系统的效率受到限制，如电化学分解水和可充电金属-空气电池。为了解决这些能源危机，迫切需要为析氧反应开发低成本、高效率和耐用的电催化剂。目前，IrO2和RuO2被认为是最先进的OER电催化剂，但是这些贵金属的高成本和低地球储量严重限制了其工业应用。开发高性能的非贵金属OER电催化剂一直是国内外研究的热点。除了传统的贵金属催化剂以外，镍基化合物是目前地球储量丰富的最有前途的OER催化剂之一，由于其具有催化OER的高活性和稳定性，吸引了越来越多研究人员的关注。
因此，本文分别报道了通过硫化和脱硫(硒化和脱硒、磷化和脱磷)来提高氧化镍析氧性能的新方法。我们以六水合硫酸镍作为金属镍的来源，在碳纤维纸上电沉积金属氧化镍，然后分别在高温下进行硫化、硒化和磷化生成NiS2、NiSe2、Ni5P4，再将它们分别进行原位电化学氧化，用于构筑新型的单金属氧化镍复合材料。通过原位电化学氧化得到改性的NiO催化剂电极，与初始电沉积的NiO相比，在催化析氧反应(OER)中表现出增强的性能。硫化镍氧化衍生的NiO(SD -NiO)、硒化镍氧化衍生的NiO(SeD-NiO)和磷化镍氧化衍生的NiO(PD-NiO)电极的OER活性都提高了约4倍(在过电位η=360mV时)，并且比初始电沉积的NiO催化电极的OER过电位都要低(在电流密度为10mAcm-2时pristine-NiO的η=440mV，SD-NiO的η=360mV，SeD-NiO的η=380mV，PD-NiO的η=365mV)。
为了探讨OER性能增强的原因，我们对材料制备过程中的变化进行了初步表征，在电化学氧化条件下NiS2、NiSe2、Ni5P4中的硫、硒、磷可以渗出，进而引发材料物理和化学结构上的有利变化。而且，在电化学氧化过程形成的NiO电极(XD-NiO，X=S，Se，P)表面纳米结构呈现非晶状态；合成的整个变化过程为最初非晶态到晶态再回到非晶态，材料导电性明显增强。此外，我们通过XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)测试发现电化学氧化法前后S的含量从46%下降到4%。类似地，我们引入了另外两个非金属P和Se，结果惊人地相似，电化学氧化法前后Se的含量从17%下降到1%，P的含量从25%下降到3%，这些结果都说明电化学氧化过程已经把NiS2、NiSe2、Ni5P4几乎完全转化为氧化镍。我们推测这些非金属的引入和渗出的过程，材料表面富集了非常多的缺陷位点，从而很多活性位点暴露出来，有利于OER催化活性增强。本文所描述的OER催化剂可能特别有前景，用于阐明在OER过程中很多材料本身由于不稳定生成了新的物质，而这些物质才是真正的活性物质；并且本文XD-NiO合成过程具有普适性，这为改善Ni基氧化物的催化性能提供了一个有前途的指导。
因此，本文分别报道了通过硫化和脱硫(硒化和脱硒、磷化和脱磷)来提高氧化镍析氧性能的新方法。我们以六水合硫酸镍作为金属镍的来源，在碳纤维纸上电沉积金属氧化镍，然后分别在高温下进行硫化、硒化和磷化生成NiS2、NiSe2、Ni5P4，再将它们分别进行原位电化学氧化，用于构筑新型的单金属氧化镍复合材料。通过原位电化学氧化得到改性的NiO催化剂电极，与初始电沉积的NiO相比，在催化析氧反应(OER)中表现出增强的性能。硫化镍氧化衍生的NiO(SD -NiO)、硒化镍氧化衍生的NiO(SeD-NiO)和磷化镍氧化衍生的NiO(PD-NiO)电极的OER活性都提高了约4倍(在过电位η=360mV时)，并且比初始电沉积的NiO催化电极的OER过电位都要低(在电流密度为10mAcm-2时pristine-NiO的η=440mV，SD-NiO的η=360mV，SeD-NiO的η=380mV，PD-NiO的η=365mV)。
为了探讨OER性能增强的原因，我们对材料制备过程中的变化进行了初步表征，在电化学氧化条件下NiS2、NiSe2、Ni5P4中的硫、硒、磷可以渗出，进而引发材料物理和化学结构上的有利变化。而且，在电化学氧化过程形成的NiO电极(XD-NiO，X=S，Se，P)表面纳米结构呈现非晶状态；合成的整个变化过程为最初非晶态到晶态再回到非晶态，材料导电性明显增强。此外，我们通过XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)测试发现电化学氧化法前后S的含量从46%下降到4%。类似地，我们引入了另外两个非金属P和Se，结果惊人地相似，电化学氧化法前后Se的含量从17%下降到1%，P的含量从25%下降到3%，这些结果都说明电化学氧化过程已经把NiS2、NiSe2、Ni5P4几乎完全转化为氧化镍。我们推测这些非金属的引入和渗出的过程，材料表面富集了非常多的缺陷位点，从而很多活性位点暴露出来，有利于OER催化活性增强。本文所描述的OER催化剂可能特别有前景，用于阐明在OER过程中很多材料本身由于不稳定生成了新的物质，而这些物质才是真正的活性物质；并且本文XD-NiO合成过程具有普适性，这为改善Ni基氧化物的催化性能提供了一个有前途的指导。