中科大JACS：观测FeNi-LDH的关键OER活性位点
纳米技术
由可再生电力驱动的电解水反应过程受到动力学缓慢的OER反应的限制。NiFe-LDH是很有前景非贵金属OER电催化剂，但是人们需要深入的研究特定位置掺入Fe起到的作用。
有鉴于此，中国科学技术大学曾杰教授、刘彦副研究员等利用空间分辨的原位单颗粒成像技术（scanning electrochemical cell microscopy imaging），确定了单晶NiFe-LDH的边缘位点在OER反应中的关键作用。
本文要点：
（1）
在二维（2D）Ni-LDH单晶，实现了电位驱动的Fe掺入到边缘或平面位点。空间分辨扫描电化学池显微镜成像表明，Fe掺杂到边缘位点起到OER反应的主要活性，而不是Fe掺杂基面位点。
单颗粒的原位Raman光谱成像能够监测边缘和基面位点的演变，结果显示掺入Fe阻碍Ni的氧化。此外，空间分辨的18O同位素标记实验表明，Fe掺杂阻碍了Ni-LDH与电解质之间的氧交换，促使部分活性位点从Ni转变为Fe。
结合DFT理论计算，发现Fe-桥氧-Ni位点（Fe–Obridge–Ni）有助于提高边缘掺杂铁的Ni-LDH的OER反应活性，而Fe掺入基面形成的空心八面体（NiNiFe）位点对OER反应性能并没有帮助。
（2）
这项工作为在单颗粒水平上理解特定位点提供了直接的光谱学证据，并为合理设计最优的电催化剂提供了指导和帮助。
参考文献
Jie Wei, Jing Zhu, Rong Jin, Yan Liu*, Guiliang Liu, Ming-Hui Fan, Mingkai Liu, Dechen Jiang, and Jie Zeng*, Role of Site-Specific Iron in Fe-Doped Nickel Hydroxide Toward Water Oxidation Revealed by Spatially Resolved Imaging at the Single-Particle Level, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.5c00438
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c00438
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