物质名称：
- CoFe2O4-BaTiO3核壳复合结构制备
- CoFe-LDH二维层状双金属氢氧化物
一、核心物质概述
CoFe-LDH属于层状双氢氧化物（Layered Double Hydroxides, LDHs）家族，由钴（Co）、铁（Fe）与羟基（OH⁻）通过共边八面体形成层状结构，层间可插入阴离子（如CO₃²⁻、NO₃⁻）及水分子以维持电中性。其结构与水镁石（Mg(OH)₂）类似，但因金属离子多样性及层间可调控性，在催化、电化学储能等领域具有应用潜力。
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二、核壳复合结构前驱体：CoFe₂O₄-BaTiO₃
该结构以尖晶石型铁氧体CoFe₂O₄为核、钙钛矿型铁电体BaTiO₃为壳，通过溶胶-凝胶法或共沉淀法合成。核壳界面因晶格失配（约4.8%晶格常数差异）形成位错，可调控电荷传输及磁电耦合效应。此类复合结构常用于多铁性材料研究，但通过特定处理可转化为CoFe-LDH。
三、从核壳结构到CoFe-LDH的转化路径
1. 酸蚀剥离法
将CoFe₂O₄-BaTiO₃核壳颗粒分散于稀硝酸（HNO₃）溶液中，通过控制pH（2-4）及温度（60-80℃），BaTiO₃壳层因钛酸根（TiO₃²⁻）溶解逐渐剥离，暴露的CoFe₂O₄核在酸性条件下发生部分溶解-重结晶：
- CoFe2O4+6H+→Co2++2Fe3++3H2O
溶解的Co²⁺与Fe³⁺在层间阴离子（如NO₃⁻）引导下共沉淀，形成CoFe-LDH纳米片。此过程需严格监控时间（2-6小时）以避免过度腐蚀导致结构坍塌。
2. 水热重构法
将核壳复合物与尿素（CO(NH₂)₂）混合后置于高压反应釜（120-180℃），尿素分解提供碱性环境（pH≈9-11），促使BaTiO₃壳层转化为钛酸氢根（HTiO₃⁻）并溶解，同时CoFe₂O₄核在高温下发生拓扑转变：
- CoFe2\��+OH−→CoFe-LDH+H2O
水热条件（如160℃/12小时）可诱导LDH层板垂直生长，形成高比表面积（>100 m²/g）的二维纳米片。
四、结构表征与性能关联
- 形貌分析：透射电镜（TEM）显示，转化后的CoFe-LDH呈现六角片状结构，片径约50-200 nm，厚度约2-5 nm。
- 成分验证：X射线🩻光电子能谱（XPS）证实层板中Co²⁺/Fe³⁺摩尔比接近1:2，与目标组成一致。
- 电化学性能：在1 M KOH溶液中，CoFe-LDH作为氧析出反应（OER）催化剂时，过电位为320 mV（10 mA/cm²），优于未转化的核壳结构（450 mV），归因于其高暴露活性位点及层间电荷传输优化。
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