Angew：Au@Ni3FeOx拉曼光谱研究NiFe双金属协同OER机理

纳米技术

2021-06-29

NiFe基电催化剂由于价格合理、具有优异的OER反应活性受到广泛关注，通过检测催化反应中间体能够建立OER催化活性、催化剂结构/组成之间的关系。有鉴于此，南开大学谢微等报道一种非标记型（label-free）表面增强Raman光谱方法，能够检测碱性条件Ni₃FeO_x纳米粒子OER催化反应界面中间体，中间体的检测通过核-天线结构的双功能Au@Ni₃FeO_x纳米粒子实现， Raman光谱的信号得以显著提高，因此作者能够表征中间体O-O^-物种。

本文要点：

（1）

靠近Fe、Ni位点的O-O^-吸附物种通过电子向Ni(III)转移进一步得以氧化，最终生成O₂。通过SERS表征结果，结合DFT计算，验证Fe原子位点实现OH^-氧化为O-O^-；在1.35 V过电势，电化学氧化将Ni(II)氧化为Ni(III)对于生成O₂非常关键，O-O^-吸附中间体向Ni(III)位点转移电子，随后O-O^-吸附中间体才能够生成O₂。

（2）

本文研究结果通过光谱表征界面中间体，验证了NiFe双金属氧化物中两种金属都参与OER催化反应，解释了两种金属协同催化作用，有助于设计发展高性能OER电催化剂。

参考文献

Cejun Hu, Yanfang Hu, Chenghao Fan, Ling Yang, Yutong Zhang, Haixia Li, Wei Xie,* Surface-Enhanced Raman Spectroscopic Evidences of Key Intermediate Species and Role of NiFe Dual-Catalytic Center in Water Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202103888

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202103888