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據(jù)報道，鈣鈦礦氧化物、氮化物或磷化物的高活性O(shè)ER催化劑作為核心材料，在表面上以自重構(gòu)的非晶相或(氧)氫氧化物作為活性相可有效地提高催化活性，是實現(xiàn)高活性催化劑的有效途徑，但預(yù)催化劑對最終催化劑活性的影響仍缺乏研究。

基于此， 華南理工大學(xué)陳燕 和 香港城市大學(xué)趙仕俊 等報告了一種以犧牲模板為導(dǎo)向的方法以合成具有調(diào)節(jié)晶格氧活性的超薄NiFe(羥基)氫氧化物，作為高效和穩(wěn)定的OER催化劑。

MoS ₂ 納米片用作犧牲模板，吸附金屬陽離子，在表面形成自組裝的NiFe(羥基)氫氧化物。在OER條件下通過Mo浸出去除MoS ₂ 犧牲模板后，得到Mo摻雜的超薄NiFe(羥基)氫氧化物。

MoNiFe(羥基)氫氧化物顯示出增強的OER性能，在300 mV的過電位下具有1910 A/g金屬的高質(zhì)量活性，比NiFe(羥基)氫氧化物高約60倍。MoS ₂ /NiFe LDH|MoNiFe耦合電極對整體水分解表現(xiàn)出良好的活性和穩(wěn)定性，僅需1.728 V的低電壓就能達到100 mA cm ^-2 的電流密度。

DFT計算表明，MoNiFe(羥基)氫氧化物表現(xiàn)出更高的晶格氧活性，表現(xiàn)為金屬-氧鍵減弱，O 2p中心相對于費米能級上移，U增大值和較低的氧空位形成能?；谕郊铀倨鞯膕XAS、XPS和原位拉曼測量表明，MoNiFe(羥基)氫氧化物在氧配體周圍具有更高的局部態(tài)密度、更高的金屬氧化態(tài)和延遲的陽離子電化學(xué)氧化還原過程與NiFe(羥基)氫氧化物。

這種晶格氧的活化將電位決定步驟從NiFe(羥基)氫氧化物的氧空位形成轉(zhuǎn)變?yōu)镹iFe(羥基)氫氧化物的*OOH去質(zhì)子化，從而大大增強了本征OER活性這項工作中使用的方法可以很容易地用于合成具有受控氧活性的(羥基)氫氧化物，用于其他反應(yīng)(例如能源和環(huán)境應(yīng)用中的H ₂ O ₂ 生成和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化)。

Activating Lattice Oxygen in NiFe-Based (Oxy)Hydroxide for Water Electrolysis. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-29875-4

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