层状γ型羟基氧化铁（γ-FeOOH）是一种具有广泛应用前景的材料。然而，它的片状结构经常遭受不稳定性的影响，从而导致聚集并导致性能下降。

有鉴于此，西北工业大学黄维院士、艾伟教授和杜洪方等人，提出了一种动力学控制的水解策略，用于在环境条件下在各种基质上可扩展合成具有结构稳定性的γ-FeOOH纳米片阵列（NA）。

本文要点

1）报告了一种通过在环境条件下动力学控制K₂FeO₄水解来构建自支撑γ-FeOOHNA的通用策略。NaOH作为反应控制剂在最终的γ‐FeOOH NAs的结构和形态中起着至关重要的作用。调节NaOH的浓度不仅可以调节K₂FeO₄的水解速率，而且可以确定纳米晶体的成核和生长行为，从而导致结构受控的γ-FeOOHNAs的形成。该方法简便、绿色和低成本的特点使γ‐FeOOH NAs能够在各种基材上合成，包括泡沫镍(NF)、碳布(CC)、泡沫铜(CF)和钛箔(TF)。此外，在NF上也实现了大规模生产尺寸为100×20 cm²的γ-FeOOHNAs，这表明了其实际应用的巨大潜力。

2）作为概念验证的应用，开发了γ-FeOOHNAs作为析氧反应（OER）的电催化剂，其中在泡沫镍（NF）上生长的样品表现出优异的性能。通过优化的纳米片尺寸和孔径，在NF中于6 M NaOH溶液中生长的γ-FeOOHNAs表现出最高的OER性能，在100 mA cm^-2的高电流密度下显示出低的316±3 mV过电位，Tafel斜率为51±2 mV dec^-1，在1 M KOH溶液中具有极好的耐久性。

3）密度泛函理论计算表明，NF电氧化原位生成的γ‐NiOOH会诱导γ‐FeOOH NAs Fe位点上的电荷积累，从而增强了OER中间体的吸附，使其能够裂解水。

总之，该工作为合理设计和合成具有多种用途的γ‐FeOOH NAs提供了一种新技术。

参考文献：

Ke Wang et al. Kinetically Controlled, Scalable Synthesis of γ‐FeOOH Nanosheet Arrays on Nickel Foam toward Efficient Oxygen Evolution: The Key Role of In‐Situ‐Generated γ‐NiOOH. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202005587

https://doi.org/10.1002/adma.202005587