锡斯坦和俾路支斯坦大学Holger Dau、滑铁卢大学Rodney D. L. Smith等通过对电催化水氧化反应过程中，阳极电沉积氢氧化钴薄膜的稳定性情况进行研究，结果显示了氢氧化钴材料的稳定性较为复杂，并展现出多种特点，作者对电化学沉积的Co氢氧化物催化剂在中性磷酸缓冲液中的稳定性、结构变化行为进行分析。

本文要点：

（1）

通过电化学分析、X射线荧光光谱定量分析钴含量变化、通过in-operando XANES-电化学瞬态行为分析发现了催化剂具有三种不同的反应行为区间（1.在阴极电势达到1.00 V vs. NHE之间，会发生Co离子的溶解，并且溶解过程和电压相关；2.在1.00~1.30 V范围内能进行自愈，但是当高于1.3 V催化剂无法实现自愈；3.在阳极电势达到1.3 V后，Co催化剂会进行溶解，在1.5 V工作15 h后，催化剂完全溶解）。

  （2）

此外，作者发现，当溶液中加入Co离子，在电压区间在1.0 V以上，溶液相Co离子会进行催化剂的修复。催化剂的催化性能会随时间增加而发生衰减。这是因为催化剂的结构发生变化导致，催化剂的结构中中程/长程结构发生变化，X射线精细吸收光谱结果显示，Co的TOF催化参数随时间发生降低对应于催化剂中结构变化过程，催化剂产生了含有μ-(hydr)oxo桥的Co-Co物种，并且这种结构是中程/长程有序的结构，这是催化剂活性降低的关键原因。

这种结构上的变化和催化剂自愈或自修复作用之间并无明显的联系，会导致催化活性降低（TOF值降低，Tafel斜率提高）。以上结果揭示了催化剂中的Co催化位点、电催化活性通过控制溶液组成或外加电压实现控制。

参考文献

Mohammad Reza Mohammadi, Stefan Loos, Petko Chernev, Chiara Pasquini, Ivelina Zaharieva, diego González-Flores, Paul Kubella, Katharina Klingan, Rodney D. L. Smith*, and Holger Dau*

Exploring the Limits of Self Repair in Cobalt-Oxide Films for Electrocatalytic Water Oxidation, ACS Catal. 2020

DOI：10.1021/acscatal.0c01944

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c01944