过渡金属硫化物被认为是在碱性介质中很有前景的析氧反应（OER）电催化剂，然而，其真正的活性物种仍然难以捉摸，而开发硫化物重构的氢氧化物仍然面临巨大。

近日，中科大Wensheng Yan，Hao Tan，新加坡国立大学Liang Cai报道了一种由Co₉S₈和Fe₃O₄纳米异质结构组成的协同杂化催化剂，在1.0 M KOH中，电流密度为500 mA cm⁻²时，该催化剂的过电位低至350 mV，稳定性达到120 h。

文章要点

1）软X射线吸收光谱(XAS)和Operando拉曼光谱表明，初始的Co₉S₈@Fe₃O₄被重构为CoOOH/CoO_x@Fe₃O₄，进而形成完整的CoOOH@Fe₃O₄。X-射线吸收光谱和电子显微镜图像分析表明，完全重构的CoOOH是活性物种，而Fe₃O₄组分阻止了CoOOH的聚集。

2）Operando红外光谱表明，钴超氧化物物种(*OHO)是OER过程中的活性中间体。密度泛函理论计算表明，*OOH的形成是OER的速率决定步骤，CoOOH@Fe₃O₄显示出较低的OER能垒。

研究结果为深入理解碱性OER硫化物电催化剂的动态表面结构演变提供了依据，并为设计稳定的大电流密度的优良纳米催化剂提供了思路。

参考文献

Qianqian Ji, et al, Operando Identification of Active Species and Intermediates on Sulfide Interfaced by Fe₃O₄ for Ultrastable Alkaline Oxygen Evolution at Large Current Density, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c01090

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c01090