由于Ni3N具有较高的未占据d能带能，与水分子形成弱轨道耦合，从而导致水解离动力学变慢。
有鉴于此，中国科学技术大学王功明教授、Shuwen Niu、江苏大学饶德伟副研究员等人，发现Cr的掺杂可以降低d轨道的未占用率，增强界面轨道的耦合，从而提高水离解动力学。
本文要点
1）证明了 Cr 掺杂可以重新分布 Ni3N 的表面电子态，从而降低未占据的 d 轨道，这可以加强与水分子的界面电子耦合，从而从本质上提高水的解离动力学。与传统的替代掺杂不同，X 射线吸收精细结构光谱 (XAFS) 显示掺杂的 Cr 以 Cr-N6 态的形式存在，因为它具有与周围 Ni 原子不同的配位态。
2）密度泛函理论 (DFT) 分析和紫外光电子能谱 (UPS) 表明，Cr 的掺入可以降低 d 带能量，并相应地增加 O 2p 和未占据的 Ni 3d 轨道之间的轨道耦合。此外，原位分离的镍金属位点还可以促进催化剂表面最终的H*解吸，并实现碱性HER催化的协同效应。
3）制备的 Cr-Ni3N/Ni 表现出令人印象深刻的碱性 HER 活性，在10 mA·cmgeo - 2下表现出令人满意的碱性HER活性，过电位为37 mV，明显优于Ni3N，与Pt/C基准催化剂的性能非常接近。
总之，该工作为通过调节界面轨道耦合来实现析氢催化和更多功能提供了一个新概念。
参考文献：
Wu, Y., Xie, Y., Niu, S. et al. Accelerating water dissociation kinetics of Ni3N by tuning interfacial orbital coupling. Nano Res. (2021).
DOI: 10.1007/s12274-021-3562-1
https://doi.org/10.1007/s12274-021-3562-1
