天津大学康鹏团队ACS Sustainable Chem. Eng.: 用于碱性水电解的LDH共混Z...

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【核心创新点】

（1）将亲水性的CoFe LDH引入复合隔膜，使得复合隔膜的孔径大小处于商业膜和纯氧化锆复合隔膜之间，在气密性和孔径中达到平衡；同时微孔数量变多，为氢氧根传递提供丰富的离子通道。

（2）填充在复合隔膜孔道中的CoFe LDH，由于自身含有层间阴离子，对氢氧根的传递也起着本征传导作用。

（3）富含LDH的微孔可产生亲水性纳米通道，使水分子能够渗透并占据这些通道。这在纳米通道内建立了一个连续的电解质导管，增强了水的传输，同时有效地密封了氢气和氧气的交叉，从而确保了强大的气密性。

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【数据概览】

图1、(a) CoFe LDH的制备；(b) CoFe LDH的SEM图；（c）CoFe LDH的TEM图。

图1展示了CoFe层状双氢氧化物（LDH）的制备及其形貌表征。图1（a）为CoFe LDH的制备流程图，混合金属盐（硝酸钴、硝酸铁）和尿素于去离子水中，经水热合成、离心洗涤、真空干燥后得到CoFe LDH粉末。图1（b）为CoFe LDH的扫描电子显微镜（SEM）图，从图中可以观察到CoFe LDH呈现出规则的棍状结构，尺寸均一，分布均匀。图1（c）为CoFe LDH的透射电子显微镜（TEM）图，进一步验证了其棍状结构。

图2、复合膜的制备过程。

图2展示了复合膜的制备过程。首先是将CoFe LDH、PSU（聚砜）和ZrO ₂ 这几种材料进行混合，随后进行搅拌操作，使它们充分分散和均匀结合。接着进行膜刮涂步骤，将混合好的浆料均匀地刮涂在玻璃板上形成膜状。然后通过相转化过程，使膜的结构发生转变，最终形成具有特定微观结构的复合膜。

图3、膜的表面SEM图像：（a）ZrO ₂ /PSU，（b）Z ₈₂ LDH ₃ /PSU，（c）Z ₈₀ LDH ₅ /PSU，（d）Z ₇₇ LDH ₈ /PSU，（e）Z ₇₅ LDH ₁₀ /PSU，膜的横截面HRSEM图像：（f）ZrO

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