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理解反應(yīng)過程中催化劑表面結(jié)構(gòu)的變化對(duì)于理解反應(yīng)的機(jī)理以及優(yōu)化催化活性都非常重要。

有鑒于此，香港理工大學(xué)朱葉等通過非原位表征和原位表征技術(shù)相互結(jié)合，發(fā)現(xiàn)β-Ni(OH)₂催化劑在OER電催化反應(yīng)中能夠發(fā)生不同晶面的結(jié)構(gòu)重構(gòu)。

主要內(nèi)容

（1）

非原位表征結(jié)果發(fā)現(xiàn)OER反應(yīng)之后的β-Ni(OH)₂電催化劑邊緣晶面發(fā)生結(jié)構(gòu)重構(gòu)形成納米多孔Ni_1-xO，其中催化劑含有Ni³⁺。原位液相透射電鏡表征和Raman表征結(jié)果說明在OER電催化反應(yīng)和生成Ni_1-xO過程中β-NiOOH中間相起到的作用。

（2）

這種表面重構(gòu)效應(yīng)能夠顯著提高暴露的催化活性位點(diǎn)數(shù)目，加快Ni的氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，優(yōu)化*OH中間體的化學(xué)鍵能量，提高OER反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，從而能夠使得催化活性提高~16倍。通過這種自發(fā)活化過程，含有豐富邊緣晶面的β-Ni(OH)₂的電流比IrO₂催化劑高470倍，這項(xiàng)研究發(fā)展了一種增強(qiáng)金屬-氫氧化物催化活性的新方法。

參考文獻(xiàn)

Yunduo Yao, Guangming Zhao, Xuyun Guo, Pei Xiong, Zhihang Xu, Longhai Zhang, Changsheng Chen, Chao Xu, Tai-Sing Wu, Yun-Liang Soo, Zhiming Cui, Molly Meng-Jung Li, and Ye Zhu*, Facet-Dependent Surface Restructuring on Nickel (Oxy)hydroxides: A Self-Activation Process for Enhanced Oxygen Evolution Reaction, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c02292

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c02292