NiFe催化劑在堿性條件下的析氧反應(yīng)（OER）中的高效性而受到關(guān)注，但是人們對(duì)于NiFe具有優(yōu)異性能的機(jī)理仍然不清楚。
有鑒于此，廈門大學(xué)張華教授等報(bào)道摻磷鎳鐵納米催化劑（NiFeP）上OER的分子機(jī)制和OER的結(jié)構(gòu)-中間體-反應(yīng)性能之間的關(guān)系。
NiFeP表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性，在1 M KOH和10 mA cm–2時(shí)，過電位僅為210 mV，在陰離子交換膜的水電解槽中達(dá)到1 A cm-2電流密度所需電池的電壓僅為1.68 V。使用殼分離納米粒子增強(qiáng)拉曼光譜SHINERS（shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy），結(jié)合微分電化學(xué)質(zhì)譜和密度泛函理論，原位探測(cè)了NiFeP催化劑的OER過程中活性位點(diǎn)和中間體的演變。表征結(jié)果得到OER通過晶格氧介導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行的直接證據(jù)。
（2）
值得注意的是，磷摻雜在穩(wěn)定活性β-Ni(Fe)OOH的過程中起到關(guān)鍵作用，有助于*OH的脫質(zhì)子化和O-O偶聯(lián)形成*OO中間體。這項(xiàng)研究結(jié)果加深了對(duì)OER機(jī)制的理解，為設(shè)計(jì)具有更高效率和更強(qiáng)壽命的下一代OER催化劑提供了明確的途徑。
參考文獻(xiàn)
Zheng-Xin Qian, Ge-Hao Liang, Liang-Fei Shen, Ge Zhang, Shisheng Zheng, Jing-Hua Tian, Jian-Feng Li, and Hua Zhang*, Phase Engineering Facilitates O–O Coupling via Lattice Oxygen Mechanism for Enhanced Oxygen Evolution on Nickel–Iron Phosphide, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c15847
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15847
