用于析氧反应(OER)的高效非贵金属催化剂是电化学水分解的理想催化剂。由于活性中心暴露的增加，非晶态电催化剂具有很高的潜力，而晶态催化剂则表现出电子转移到活性位点的优越性。

有鉴于此，为了有机地整合这两个优势，中科院上硅所王家成研究员，Ruguang Ma，北京工业大学刘丹敏教授报道了通过将结晶的Ni_1.5Sn纳米粒子嵌入无定形三金属磷酸盐（triMPO₄）基质中来制备新型的玻璃陶瓷（Ni_1.5Sn@triMPO₄）。

文章要点

1）研究人员用原位共沉淀法在碳布(CC)上沉积了三金属SnFeNi钙钛矿氢氧化物，然后在氩气保护下，用400 ℃下的NaH₂PO₂·H₂O在试管中磷化得到Ni_1.5Sn@triMPO₄微晶玻璃。随后的电化学活化通过浸出Sn和P元素引发了微晶玻璃的快速表面重构，从而在最终的Ni_1.5Sn@triMPO₄-R（“R”表示重构后的微晶玻璃）表面生成了具有本征V_O和PO₄^3-的活性Ni(Fe)OOH层（Ni(Fe)OOH-VO-PO₄）。

2）由于玻璃陶瓷中锡的低空位形成能和V_O位点上PO₄^3-的高吸附能，这种独特的晶态-非晶态纳米结构协同加速了活性Ni(Fe)OOH的表面重构。与对照样品相比，这种表面重构后的双相微晶玻璃的过电位显著降低，OER动力学得到增强，可与大多数最先进的电催化剂相媲美。

3）理论计算表明，残留的PO₄^3-和V_O位引起相邻Ni原子的电子耗尽，并使d带中心更靠近费米能级。这种电子态的重新分布优化了OH*和OOH*中间体在金属氧氢氧化物上的吸附，提高了OER活性。

这项研究证明了微晶玻璃在促进表面重构方面的结构优势，并为先进电催化剂的设计提供了新的见解。

Shanlin Li, et al, A glass-ceramic with accelerated surface reconstruction toward the efficient oxygen evolution reaction, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202014210

https://doi.org/10.1002/anie.202014210