电催化水裂解中的析氧反应(OER)涉及O-H键的劈裂、以及O=O键的形成,是一个复杂多步的四电子转移过程,往往需要较高的过电位来实现。我院张献明教授团队通过设计合成了一种混合价柱层状铁膦酸盐(Fe3-ppat)晶体应用于碱性OER催化。相关成果以“Synergistic effect of NiII and Co/FeIII in doped mixed-valence phosphonate for enhancing electrocatalytic oxygen evolution”为题在中国科学院主管,中国科学院过程工程研究所和中国科学出版社主办的期刊《绿色能源与环境》上发表(Green Energy & Environment, 2022, 7, 432-439)。我院侯娟娟老师为第一作者,博士生袁建涛为论文第二作者。
研究发现ppat为前体膦酸乙酸酯水热过程中原位生成,双金属、三金属掺杂优化其OER性能后发现三金属膦酸盐Fe1.7Co0.3Ni1.0-ppat具有最小的过电势(291 mV),和较小的Tafel斜率(91.65 mV dec-1)。金属掺杂后催化性能的增强主要归因于NiII等量占居FeII,以及无机层中Co/FeIII的协同效应。
(论文连接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468025720301606?via%3Dihub)