层状双重金属氢阳极铁的氧化物(LDH)的电学呈现做法(文中解释)

层状双金属氢氧化物（英文缩写为LDH，又称水滑石类化合物）是少数阴离子型插层结构材料之一，具有层间阴离子可交换、层板金属可变价、层状结构稳定等特点。LDH是一种二维层状材料，基本结构式为[M_1-x²⁺M_x³⁺(OH)₂]^x+[A^n-]_x/n·zH₂O，M²⁺和M³⁺为二价和三价金属阳离子，两者与OH^-共同构成了LDH的阳离子层或主体层，层间为阴离子。图1为CO₃^2-插层的LDH的理论结构。LDH主体层的M²⁺和M³⁺的种类和比例、层间阴离子和层间距都可以调控。这些性质为LDH在超级电容器中的应用赋予了多变性。LDH属于赝电容型电极材料，在碱性体系下与OH^-的交互作用下，LDH中的过渡金属元素通过氧化还原反应得失电子，从而实现充放电过程。LDH的电化学性能主要受比活性原子暴露率、导电性、电化学活性影响。使用不同的化学修饰方法可有针对性提升LDH某一方面的特定性质，从而提升LDH的电化学性能。

图1 CO₃^2-插层的LDH的实际机构

层状双金属氢氧化物(LDH)的化学修饰方法介绍：

成分调空是LDH中核心的耐腐蚀绘制的办法，进行调空成分，会调空LDH的形貌、晶型、比表明积等微纳表现，最后减弱几丁质酶原子结构的裸漏率，减弱LDH的电耐腐蚀稳定性。图示2（a-f）或（m-o）图示，调LDH中双重黑色金属原料原子的配比，会调空LDH的形貌。在CoV LDH中，将Co/V的配比由1:0新增到0:1，LDH的形貌由微米线逐步转换为微米片。图示2（g-l），在单换季重黑色金属原料原子，新增换季重黑色金属原料原子的那个种类，拥有的原料微米片的形貌表现逐步强烈，晶相现在开始由非LDH相改变为LDH相。

图2. （a-f）不同Co/V比例的CoV LDH的SEM图，（g-l）NiCoMn-OH (NiCoMn LDH)、NiCo-OH、NiMn-OH、CoMn-OH、Ni-OH、Co-OH的SEM图，（m-o）不同Co/Ga摩尔比的CoGa LDH的SEM图。

LDH层间的阴离子是可以调控的，不同阴离子插层LDH，层间距会有不同。增加LDH的层间距，有助于增大LDH层板上的活性原子与OH^-的接触，从而可增大电化学性能。如图3a所示，使用SO₄^2-插层的MnCo-LDH，层安全距离实现了1.08 nm，NO₃^-插层的MnCo LDH的层间距为0.76 nm，Cl^-插层的LDH，层间距为0.78 nm。SO₄^2-插层的MnCo-LDH电化学性能好，NO₃^-插层的MnCo LDH电化学性能差。如图3c所示，使用表面活性剂SDBS插层NiCo LDH，层间距可从0.72 nm增加到1.53 nm。接近于可剥离的层间距。

图3. （a）SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-插层MnCo-LDH后的层间距及其面电容，（b）葡萄糖插层NiMn LDH的层间距，NiMn-G LDH@NiCo₂S₄@CFC的SEM图（NiMn-G LDH：葡萄糖插层的NiMn LDH；CFC：碳纤维布），NiMn-G LDH@NiCo₂S₄@CFC、NiMn-G LDH @CFC和NiCo₂S₄@CFC的倍率性能，（c）表面活性剂SDBS插层NiCo LDH前后的层间距，NiCo-SDBS-LDH和NiCo-LDH/β-Ni(OH)₂的循环稳定性。

能够 分离扩增LDH的比界面积，若想不断增加与OH^-产生有机生物学工业反应迟钝的生物位点，可怎强LDH的有机生物学工业能。如图如下图所示是5表达，应用DMF出色脱离Ni-Al LDH，其次将其与脱离后的一层GO进行超晶格组装流水线，其次应用恢复备份剂恢复备份，受到了Ni-Al LDH/rGO复合涂料涂料，怎强了有机生物学工业能。如图如下图所示是4b表达，应用甲酰胺/H₂O相混水溶液成功率剥除了δ-MnO₂和Ni-Mn LDH，并用逐一拼装，收获了Ni-Mn LDH/MnO₂pp用料。

图4. 剥离、重构制备的（a）Ni-Al LDH/rGO, (b) NiCo2O4/rGO和（c）Ni-Mn LDH/MnO₂

LDH的本身是氢脱色物，导电性太差，按照晶相演变将氢脱色物变为为脱色物、加硫物、电镀锌物、氮化物等可**明显的开展LDH的导电性，因而不断发展材质的无机化学式式能力。这当中，将LDH变为为加硫物对导电性的不断发展明显的。下图甲已知5a-c已知，按照加硫NiV- LDH分离纯化NiV-S微米片，明显的开展了导电性，提升 了无机化学式式能力。下图甲已知5d-f，在石墨稀上分离纯化了NiCo-LDH，按照加硫变为为NiCo₂S₄，光电催化反应机械性能**上升。如图如下图所示6i-r如下图所示，施用MOF用于前置前驱体，依据水热制得NiCo LDH，接下来依据大部分塑炼取到NiCo‐LDH/Co₉S₈挽回素材，体现 了好些的电耐腐蚀安全性能。

图5. NiV-LDH和NiV-S电极的（a）制备示意图、（b）倍率性能和（c）循环稳定性；（d）H-3DRG@NiCo-LDH和H-3DRG@NiCo₂S₄（H-3DRG：边缘丰富的杂原子掺杂的3D石墨烯膜）的制备示意图，（e）H-3DRG@NiCo-LDH和（f）H-3DRG@NiCo₂S₄的SEM图；（g）CoNi合金和CoNi合金@CoNi硫化物的制备示意图，（h）CoNi-LDH、CoNi-R和CoNi-R-S的XRD图，（i）CoNi-LDH和（j）CoNi-S的SEM图，（k）CoNi-S和CoNi-O的态密度分布图；（l）中空的C/LDH/S复合材料的制备示意图，（m）ZIF-67-C、（n）C/LDH和（o）C/LDH/S的SEM图，（p）ZIF-67-C、（q）C/LDH和（r）C/LDH/S的TEM图。