硫化物具有多样性、本征活性、价格低廉、储量丰富等优点，是一种很有前途的析氧反应（OER）电催化剂。然而，其质量传输通道的不畅通、结构的坍塌和本征活性的不足等缺点严重限制了它们的OER性能潜力。

近日，受金属-有机骨架（MOFs）的原子弥散金属中心和热不稳定性的启发，华中科技大学刘友文副教授报道了提出了以超薄MOF纳米片为原料，通过快速热处理得到Co₉S₈纳米颗粒。然后将Co₉S₈纳米颗粒包裹在S,N共掺碳纳米片中（Fe-Co₉S₈@SNC）。

文章要点

1）在表面活性剂的辅助下，通过一种简便的自组装工艺，在室温下制备了S,N共掺碳纳米片包裹的致密Fe掺杂Co9S8纳米粒子（Fe-Co9S8@SNC）。在Ar气氛中进行快速热处理，将CoFe-MOF转化为Fe-Co₉S₈@SnC。与此形成对比的Co₉S₈@SNC的制备方法与未掺杂Fe的Co-MOF纳米片的快速热处理方法类似。

2）Fe掺杂改变了Co₉S₈纳米颗粒的d带中心，使其偏离费米能级，说明Fe掺杂促进了Co₉S₈中氧中间体的脱附。同时，实现了紧密、均匀、小尺寸的Fe掺杂Co₉S₈纳米颗粒锚定在S、N共掺碳基质上的形貌，可以提供更大的活性区域、流畅的传质通道和足够的本征活性。

3）结果表明，优化后的Fe-Co₉S₈@SNC催化剂在10 mA·cm^-2时的超低过电位为273 mV，Tafel斜率为55.8 mV·dec^-1，远远优于大多数钴基催化剂，甚至接近基准RuO₂催化剂。

这项研究为OER及其他催化剂的设计提供了有价值的见解。

参考文献

Wenbin Wang, et al, Multi-scale regulation in S, N co-incorporated carbon encapsulated Fe-doped Co₉S₈ achieving efficient water oxidation with low overpotential, Nano Res., 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3568-8

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3568-8