稳定、高效、经济的析氧反应（OER）催化剂的迫切需求导致了对大量含有多种不同阴离子的过渡金属材料的研究。原位和后催化表征表明，大多数材料在苛刻的OER条件下可能转变为层状(氧)氢氧化物（LOH）。关于这些原位形成的LOH仍有几个悬而未决的问题，如：其活性变化强烈的原因，预催化剂结构、浸出阴离子以及转化条件对形成LOH的影响等。
近日，为了探索这种转化，德国柏林工业大学Matthias Driess，Prashanth W. Menezes，德国柏林自由大学Holger Dau报道了将CoSeO3·H2O作为OER预催化剂，通过改变pH和电位可以得到两种不同的OER催化剂（Co-V和Co-KOH-V）。
文章要点
1）Co-V的OER性能是Co-KOH-V的15倍，但Tafel分析表明两种催化剂材料具有相同的活性中心。
2）研究人员推导了一个模型来解释这些发现：Co-V具有体活性的，而Co-KOH-V只表现出其近表面区域活性。此外，由于结构域较小，Co-V含有更多的µ2-oxo桥联钴边缘位点。
3）这两种催化剂都有相同的短程结构—[CoO6]八面体棱角的层状结构，但它们在这些层的排列上有很大的不同。在Co-KOH-V中，层很大，并且平行堆叠，层间距为4.38 Å，形成晶态的β-CoOOH，这不会给(衬底)水分子留下渗透的空间。相反，在Co-V中，层的尺寸只有1-10 nm左右，并且以无序的方式堆积，形成了X射线非晶相。同时仍然有一些层是平行堆叠的，在这些情况下，HR-TEM可以看到8.9 Å的层间距，这表明存在插层(底物)水、氢氧化物和钾。Co-V的结构允许电解质渗透，使整个材料具有催化活性。研究人员通过前催化剂钴层的强烈收缩和(SeVIO4)2-的快速形成和随后的浸出的纳米模板效应来解释Co-V的独特结构。
4）研究人员将这些模型应用于最有前途的非贵金属催化剂NiFe LOH。
M. Driess, J. N.Hausmann, P. Menezes, S. Mebs, H. Dau, K. Laun and I. Zebger, Understanding the formation of bulk- and surface-active layered
(oxy)hydroxides for water oxidation starting from a cobalt
selenite precursor, Energy Environ. Sci., 2020,
DOI：10.1039/D0EE01912G
https://doi.org/10.1039/D0EE01912G
