异质结构的构建是设计催化剂界面以进行高效析氧反应（OER）的最有希望的策略之一。然而，在操作过程中准确调整异质结构的界面仍然是一个挑战。

近日，温州大学王舜教授，Xi an Chen，Daying Guo通过原子取代策略制造了负载在柔性碳纤维布上的针状异质结构 Co_1−xS/Co(OH)F，采用原子取代的方法，在电沉积过程中去除部分F原子后，同时将硫原子接枝到F空位中，实现了Co(OH)F界面上硫化钴的生长。

文章要点

1）这样设计的电催化剂具有以下优点：(1)原子取代引起的晶格扭曲导致活性中心的增加；(2)通过原子取代策略在Co(OH)F表面构建的Co_1−xS优化了OER过程中的吸附(OH⁻)和脱附(O₂)能；(3)针状结构具有尖端增强的局部电场效应。

2）实验结果显示，Co_1−xS/Co(OH)F催化剂表现出非常高的OER催化性能，在10 mA cm^-2的电流密度的过电位为269 mV，Tafel斜率为71mV dec^-1。不对称电极在整个水分解中显示出优异的催化活性和稳定性。

3）研究人员通过DFT理论计算和非原位表征，研究了这些高效Co_1−xS/Co(OH)F/CC催化剂的催化机理。此外，这种原子取代策略显示了对其它过渡金属硫化物（金属= Ni、Mn、Cu）的普适性。

参考文献

Qian Lin, et al, Tuning the Interface of Co_1−xS/Co(OH)F by Atomic Replacement Strategy toward High-Performance Electrocatalytic Oxygen Evolution, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c07588

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c07588