Nature Commun：考察催化剂的晶面和OER催化性能的关系

纳米技术

2021-02-06

虽然氧化物催化剂在OER催化中产生大规模的研究，用于比较其中不同催化剂中的催化活性，设计催化剂的新组成和比例。但是研究者忽略了两个关键性问题：其中一个是不同催化剂的导电性（金属态、绝缘态）区别，在晶体材料中界面上的晶化取向和催化活性之间的关系。因此，对于产氧催化活性的比较而言，需要建立样品中特定具有足够导电性晶面和产氧催化活性之间进行深入的比较，否则可能产生对催化活性和其中机理的误解。有鉴于此，为了克服此类问题，韩国科学技术院(KAIST) Sung-Yoon Chung等报道了金属性含有缺陷的(001)LaNiO₃外延生长薄膜，半导体(001)LaCoO₃外延生长薄膜担载于导电SrTiO₃夹层上，作者发现Fe, Cr, Al能够有效的增强LaNiO₃的催化活性，但是LaFeO₃、LaCrO₃、LaAlO₃三种钙钛矿材料没有催化活性。

本文要点：

（1）

作者发现半导体相LaCoO₃的催化活性比金属相LaNiO₃的活性高于一个数量级，这个结果和以往相关报道不同。由此，展示了促进电子传导的重要作用，说明了靠近Fermi能级的d轨道能带影响钙钛矿氧化物OER催化性能的重要性。

参考文献

Yun, T.G., Heo, Y., Bin Bae, H. et al. Elucidating intrinsic contribution of d-orbital states to oxygen evolution electrocatalysis in oxides. Nat Commun 12, 824 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-21055-0

https://www.nature.com/articles/s41467-021-21055-0