厦门大学--氧化石墨烯介导LaCO3OH-Ni(OH)2@石墨烯分层复合材料的自牺牲合成以及在光催化H2释放和超级电容器中的应用
在本文中，我们设计了一种单步晶格限制的钙钛矿纳米粒子刻蚀和自牺牲氧化石墨烯（GO）诱导的自组装策略，以合成新型3D巢状LaCO3OH和花状Ni(OH)2@graphene（RGO）多层复合材料，作为高性能的光催化剂和电极材料。晶格限制效应调节了从钙钛矿迁移到GO的镍离子的浓度和分布，从而构建了均匀的Ni(OH)2@RGO纳米结构。通过残余的晶格框架与CO32-反应形成La(OH)3，从自我牺牲GO自组装到形成巢状LaCO3OH，并将其嵌入Ni(OH)2@RGO纳米片中。GO既用作形态控制试剂，又用作自牺牲碳源。得益于均匀的Ni(OH)2@RGO纳米片上电子的快速转移以及LaCO3OH-Ni(OH)2@RGO的3D巢状和花状复合材料的高集光能力，光催化和超级电容器的特性大大增强。H2的生产速率为1.3807 mmol h-1 g-1，是纯LaCO3OH的13倍。电化学研究表明，即使在20,000次循环后，以10 mV/s的扫描速率获得的比电容为572.47 F/g，并且电容保留率为80％。这种由GO介导的固相钙钛矿表面离子迁移在晶格约束作用下合成的复合材料为固体纳米颗粒和GO的直接自组装合成新的功能材料提供了一条新的技术路线。
Figure 1. LaCO3OH-Ni(OH)2@RGO分层复合材料的制备路线和生长过程示意图。
Figure 2. （a）XRD图；（b）LNO-GO-230、（c）巢状LaCO3OH颗粒和（d）花状Ni(OH)2@RGO纳米片在LNO-GO-230样品中的SEM图像。
Figure 3. LNO-230（a-c）和LNO-GO-230（d-f）的TEM和HRTEM图像以及相应的SAED模式（请参见插图）
Figure 4. （a）具有不同GO含量和（b）不同反应温度催化剂的光催化H2析出比较。（c）LNO-GO-230复合材料50小时的长期稳定性测试。
Figure 5. 三电极系统的电化学性能：（a）CV曲线。（b）不同扫描速率下，LNO-GO-230电极的CV曲线。（c）GCD曲线。（d）根据CV曲线在不同扫描速率下计算的比电容。
相关研究成果于2020年由厦门大学Lishan Jia课题组，发表在Chemical Engineering Journal（2020, 382, 123021）上。原文：Graphene oxide mediated self-sacrificial synthesis of LaCO3OH-Ni(OH)2@graphene hierarchical composite for photocatalytic H2 evolution and supercapacitor。