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主要作者及机构
本研究的主要作者包括Liu Lu、Liam P. Twight、Jessica L. Fehrs等，他们分别来自重庆大学材料科学与工程学院、美国俄勒冈大学化学与生物化学系及俄勒冈电化学中心。该研究于2022年8月12日发表在期刊*ChemElectroChem*上。

学术背景
本研究的主要科学领域是电催化（electrocatalysis），特别是针对碱性条件下氧气析出反应（oxygen evolution reaction, OER）的研究。OER是水电解制氢过程中的关键步骤，但其动力学缓慢，限制了电解槽的性能。因此，开发高效且稳定的OER催化剂具有重要意义。然而，电解质中的铁（Fe）杂质会显著影响催化剂的性能，导致实验结果的不确定性。为了在研究中明确催化剂的本征活性及机理，必须严格控制电解质中的Fe杂质浓度。尽管已有方法通过镍（Ni）或钴（Co）氢氧化物吸附去除Fe杂质，但这些方法会在电解质中残留Ni或Co氢氧化物，可能干扰实验结果。因此，本研究旨在比较两种去除残留Ni和Co氢氧化物的方法——连续电解（electrolysis）和纳米过滤（nanofiltration），并评估其对电解质纯度的影响。

研究流程
研究分为以下几个步骤：
1. 电解质制备与Fe去除：首先，使用高纯度的Ni(OH)₂或Co(OH)₂粉末作为吸附剂，去除1 M KOH电解质中的Fe杂质。具体方法是将Ni(OH)₂或Co(OH)₂分散在KOH溶液中，通过离心分离去除Fe杂质。
2. 残留Ni和Co的去除：比较了两种去除残留Ni和Co氢氧化物的方法：
- 连续电解：在2.0 V电压下对电解质进行3小时电解，使用铂线圈作为工作电极和对电极。
- 纳米过滤：使用不同孔径（0.45 µm、0.2 µm、0.1 µm）和亲疏水性（亲水性聚醚砜PES、疏水性聚四氟乙烯PTFE）的过滤器对电解质进行过滤。
3. 电化学表征：通过循环伏安法（cyclic voltammetry, CV）评估电解质的纯度，检测Ni或Co氢氧化物的残留量。
4. 元素分析：使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）定量分析电解质中的Fe、Ni和Co浓度。
5. 数据对比与分析：对比不同方法对电解质纯化的效果，并分析其对OER实验的影响。

主要结果
1. Fe去除效果：使用Ni(OH)₂或Co(OH)₂吸附剂成功将Fe浓度降至检测限以下（ ppb）。
2. 残留Ni和Co的去除效果：
- 连续电解：电解3小时后，Ni浓度从3.4 ppm降至1.4 ppm（0.1 M KOH）和从1.4 ppm降至0.7 ppm（1 M KOH），但去除效果有限。
- 纳米过滤：使用0.1 µm亲水性PES过滤器后，Ni浓度降至2-3 ppb，去除效率高达95%。
3. 电化学表征：CV结果显示，过滤后的电解质中Ni(OH)₂/NiOOH的氧化还原峰显著减小，表明Ni残留量大幅降低。
4. 元素分析：ICP-MS数据证实，过滤方法能够将Ni和Co浓度降至极低水平，且亲水性过滤器的效果优于疏水性过滤器。

结论
本研究证明了纳米过滤是一种高效且实用的方法，能够将碱性电解质中的Ni和Co残留量降至ppb级别，优于传统的连续电解法。这一结果为OER电催化研究提供了高纯度的电解质，有助于更准确地评估催化剂的本征活性和反应机理。此外，研究还强调了电解质纯度对实验结果的重要性，特别是在高浓度KOH条件下。

研究亮点
1. 重要发现：纳米过滤法能够高效去除电解质中的Ni和Co残留，显著提高实验结果的准确性。
2. 方法创新：首次系统比较了连续电解和纳米过滤对电解质纯化的效果，并推荐使用0.1 µm亲水性PES过滤器。
3. 应用价值：为电催化研究提供了高纯度电解质的制备方法，具有广泛的应用前景。

其他有价值内容
本研究还探讨了Fe杂质对Ni和Co基催化剂性能的影响，进一步强调了电解质纯度在电催化研究中的重要性。此外，研究团队还提供了详细的实验方法和数据分析流程，为后续研究提供了参考。

以上是对该研究的全面报告，涵盖了研究的背景、方法、结果、结论及其科学价值。