析氧反应（OER）缓慢的动力学使得开发高效，耐用的OER催化剂变得尤为重要，因为它是高效能量转化技术发展的关键。近日，中国科学技术大学Yuen Wu，南京师范大学Yafei Li等报道了一种非晶/结晶杂化FeCoNi层状双氢氧化物（LDH）负载的Ru单原子催化剂（Ru SAs/AC-FeCoNi），该催化剂可高效电催化OER。

本文要点：

1）作者首先通过Fe和Ni离子交换将沸石咪唑盐骨架-67（ZIF-67）纳米立方体转化为非晶/晶态FeCoNi LDH中空纳米盒（AC-FeCoNi）；然后，通过原位阳离子交换反应将Ru原子引入AC-FeCoNi，制备了该Ru SAs/AC-FeCoNi催化剂。

2）Ru SAs/AC-FeCoNi中的非晶外层含有丰富的缺陷位点和不饱和配位点，可作为锚定位点来稳定Ru单原子。晶态的内部具有高度对称的刚性结构，从而增强了载体的稳定性，实现长期持久的OER。这种协同效应使得该杂化催化剂具有极低的过电势（在10 mA cm^-2时为205 mV）。

3）密度泛函理论计算表明，通过非晶/结晶杂化FeCoNi LDH稳定的Ru单原子有助于Ru-O *（速率确定步骤）的形成，从而加速了OER过程。

该工作为制备杂化载体稳定的单原子用作高性能且低成本的电催化剂开辟了道路。

Yidong Hu, et al. Single Ru Atoms Stabilized by Hybrid Amorphous/Crystalline FeCoNi Layered Double Hydroxide for Ultraefficient Oxygen Evolution. Adv. Energy Mater., 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002816

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202002816