金屬有機框架（MOFs）具有優(yōu)異的析氧反應(yīng)（OER）催化活性，這是電解水制綠氫的關(guān)鍵過程。盡管如此，在OER過程中，區(qū)分催化活性的來源和建立MOFs的結(jié)構(gòu)-組成-性質(zhì)關(guān)系仍極具挑戰(zhàn)性。近日，上海交通大學(xué)鄒建新、澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)馬天翼利用操作X射線吸收光譜（XAS）來監(jiān)測二茂鐵基MOFs（Ni-Fc）的結(jié)構(gòu)演變并鑒定OER的活性成分。
本文要點：
1) 作者通過共沉積法合成了富含配體缺陷的Ni-Fc，并且經(jīng)過電化學(xué)活化后，Ni-Fc具有優(yōu)異的電催化活性。作者通過操作XAS分析和非原位表征發(fā)現(xiàn)，Ni-Fc在活化過程中結(jié)構(gòu)重建為無定形NiFe催化劑（a-NiFe），并在大于1.45V（vs.RHE）的催化電勢下進一步重建為催化相（a-NiFe-C）。
2) 在催化相中，原位形成的去質(zhì)子化和氧缺陷氫氧化鎳類似物作為催化位點，而衍生自配體的氫氧化鐵類似物優(yōu)化了Ni位點的電子結(jié)構(gòu)，以提高OER活性。密度泛函理論（DFT）分析表明，與原始MOFs相比，a-NiFe-C中的能壘顯著降低。
Fengzhan Sun et.al Exploring Structural Evolution Behaviors of Ligand-Defect-Rich Ferrocene-Based Metal-Organic Frameworks for Electrochemical Oxygen Evolution via Operando X-Ray Absorption Spectroscopy Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202400875
