针对上述问题，山东大学李钟号教授团队提出一种利用氯化胆碱（ChCl）/丙三醇低共熔溶剂（DES）制备新型钴镍含氨配合物用于合成NiCo₂O₄的新思路。在DES中依次加入镍、钴金属盐和NH₃·H₂O，常温搅拌快速形成八面体钴镍含氨配合物（NiCo-NH₃）前体，DES能够有效抑制该前体的水解。随即，通过热解反应使NiCo-NH₃前体快速、高效地转变为八面体NiCo₂O₄（图1）。所制备的NiCo₂O₄表现出优异的电催化析氧性能和稳定性。

XRD衍射图谱和FTIR光谱证明成功合成含氨配合物（图2a和2b）。TEM和SEM结果表明所合成的NiCo-NH₃配合物为规则的正八面体颗粒（图2c-2e）。EDX显示Co:Ni的摩尔比约为2:1，且Co和Ni在选定区域内分布均匀（图2f和g）。

将NiCo-NH₃配合物在500 °C下煅烧15 min，得到黑色NiCo-500-15粉末。NiCo-500-15的XRD特征衍射峰证明该化合物为结晶度良好的NiCo₂O₄（图3a）。TEM和SEM表征（图3b-3d）表明该化合物为规则的八面体形貌且分散度高，平均粒径为231.4 ± 20.6 nm（图3e）。EDX表明，O:Co:Ni的摩尔比接近NiCo₂O₄的理论值（4:2:1）（图3f）。EDX元素分布图表明在选定区域内O、Co和Ni分布均匀（图3g）。

图2. NiCo-NH₃的XRD图谱（a）、FTIR光谱（b）、TEM图像（c）、低倍（d）和高倍（e）SEM图像、EDX（f）和EDX元素分布图（g）。

图3. NiCo₂O₄的XRD图谱（a）、低倍（b）和高倍（c）TEM图像、SEM图像（d）、粒径分布图（e）、EDX（f）和EDX元素分布图（g）。

图4为NiCo-NH₃配合物在系列温度下的演变过程。100 °C时，前体发生分解。200 °C时，前体进一步分解且表面变粗糙。在加热过程中氨配体发生脱氨反应，该过程会释放气体，导致样品表面产生气孔，从而导致表面粗糙。在300 °C下，前体转变为不规则块状的氯化物。前体分解导致结构坍塌，最终烧结为块状结构。当反应温度达到400 °C时，正八面体NiCo₂O₄开始形成。在500 °C下煅烧可获得高结晶度的NiCo₂O₄八面体。

图4. NiCo-NH₃配合物在系列温度下的演变。

电化学测试表明，该催化剂拥有良好的电催化性能。所获得的正八面体NiCo₂O₄在电流密度为10 mA cm^-2的电流密度下过电位为320 mV（图5a），Tafel斜率为67 mV dec^-1（图5b），拥有较大的电活性面积（图5c）和较小的交流阻抗（图5d）。此外，该催化剂还具有良好的稳定性（图6）。结果证明DES参与合成的NiCo₂O₄为良好的析氧电催化剂，可能原因分析如下：八面体形貌有利于NiCo₂O₄催化性能的提高。NiCo₂O₄八面体暴露(111)晶面，而(111)晶面上高价金属离子的密度较大。高价金属离子可以改善金属离子相邻氧的化学势和反应性。

图5. 低共熔溶剂衍生的NiCo₂O₄、IrO₂和泡沫镍的极化曲线（a）和Tafel斜率（b）。在1.15 V下，电流密度变化（ΔJ = j_a-j_c）随扫描速率的变化趋势（c）；所得催化剂的电化学阻抗（d）。

图6. 循环伏安处理前后的极化曲线（a）和电流密度为10 mA cm^-2时的计时电流曲线（b）。

本文以“Deep eutectic solvent strategy enables an octahedral Ni-Co precursor for creating high-performance NiCo₂O₄ catalyst toward oxygen evolution reaction”为题发表在Green Energy & Environment期刊，第一作者为山东大学张晨韵博士，通讯作者为山东大学李钟号教授。