氧空位或缺陷在改善双金属氢氧化物对析氧反应（OER）的固有活性方面起着重要作用，然而，合理的设计和制备高效的析氧电催化剂仍然是巨大的挑战。近日，西南石油大学葛性波，中国工程物理研究院蔡金光等人报道了通过简单的三步法制备负载在CP上的NiFe(OH)_x层（NiFe(OH)_x/CP）。首先，依次电化学沉积PB纳米晶体层和Ni(OH)_x纳米层，然后进行碱性蚀刻工艺，很容易地制备出沉积在CP膜上的富氧空位非晶多孔NiFe(OH)_x纳米层（NiFe(OH)_x/CP）。研究表明，NiFe(OH)_x/CP具有出色的电催化OER性能，优于最先进的IrO₂催化剂，也是迄今为止基于NiFe化合物的最佳OER催化剂之一。

文章要点：

1）研究人员首先通过循环伏安法（CV）在电化学工作站上使用三电极系统进行PB纳米晶体层在CP膜（PB/CP）上的沉积。然后通过恒电位电化学沉积获得沉积在PB/CP膜上的Ni(OH)_x层（Ni(OH)_x/PB/CP）。最后，将制备好的Ni(OH)_x/PB/CP薄膜浸入1 M KOH溶液中5分钟，得到NiFe(OH)_x/CP。在强碱性条件下，PB不稳定并易于解离形成无定形的Fe(OH)₃，在此过程中，Ni²⁺离子还将从外部Ni(OH)_x层扩散并参与反应，从而在CP表面形成NiFe双金属氢氧化物层，即NiFe(OH)_x/CP。

2）制备的NiFe（OH）x / CP的质量负载非常低，仅为〜0.8 mg cm^-2，具有出色的电催化OER性能，具有261 mV和303 mV的低过电势，可输送10 mA cm^-2和100 mA cm^-2。而且Tafel斜率极小（33.8 mV dec^-1），优于最先进的IrO2催化剂，也是迄今为止基于NiFe化合物的最佳OER催化剂之一。此外，NiFe(OH)_x/CP在20 mA cm^-2的恒定电流下，电催化水裂解50小时后，表现出优异的长期稳定性，降解程度可忽略不计。

3）NiFe(OH)_x/CP的出色的电催化OER性能归因于大量氧空位和非晶态多孔结构产生的缺陷的固有电催化活性的改善，Ni和Fe的均匀分布有助于优化Ni/Fe比，以及高导电CP带来的高电子和传质特性。

考虑到PBA的通用组成和形态，这种策略不仅充分利用了PBA作为结构模板和金属来源的优势，而且为合理设计和制备一系列含氧量丰富的PBA衍生的纳米层提供了新途径。

Shuang, Wang, et al, Oxygen Vacancies-Rich Amorphous Porous NiFe(OH)x Derived from Ni(OH)x/Prussian Blue as Highly Efficient Oxygen Evolution Electrocatalysts, Nanoscale, 2020

DOI：10.1039/D0NR00607F

http://dx.doi.org/10.1039/D0NR00607F