黄小青/卜令正/李雷刚ACS Nano：烷胺限制策略起大作用，调控Co(OH)2-CoO厚度以实现高效析氧

过渡金属钴基纳米材料由于具有丰度高、成本低、与中间体结合能好等优点，作为高级电催化剂受到越来越多的关注。其中，过渡金属氢氧化物/氧化物是一类具有多种优点的二维纳米材料，是OER的高效电催化剂。

并且，金属氢氧化物纳米材料厚度的降低伴随着配位数的降低，表面活性位数和缺陷浓度的增加，电导率的增加，从而提高了催化性能。然而，目前仍然缺乏可靠的方法来实现金属氢氧化物的厚度控制生长，特别是当它达到超薄极限(几个原子层)。

基于此，厦门大学黄小青、卜令正和李雷刚等以烷胺为配位剂，采用溶剂热法合成了厚度可调的Co(OH)₂-CoO纳米片。

具体而言，烷胺配体能够与钴离子配位以限制沿垂直方向的生长。因此，研究人员使用与Co离子之间具有不同配位能力的乙胺，丙胺和丁胺来实现Co-O NSs的厚度可调生长(分别表示为Co-O NSs-6 nm，Co-O NSs-4 nm，Co-O NSs-2 nm)。

一系列光谱分析表明，不同厚度的Co-O NSs表现出调制的原子结构和电子性质，这些都有助于不同的OER活性；Co-O NSs-2 nm具有最大的氧空位和活性中心，以及最快的电子输运和优化的d带中心，从而导致最高的催化活性。

实验结果表明，在碱性条件下，最优的Co-O NSs-2 nm催化剂在10 mA cm⁻²电流密度下的过电位低至278 mV、Tafel斜率为78 mV dec⁻¹以及TOF为57 ms⁻¹。

此外，在1.5 V_RHE下，Co-O NSs-2 nm在连续运行50个小时后没有发生明显的电流下降，并且催化剂的结构和组分没有发生明显变化；在稳定性测试后，Co 2p的结合能呈现负移动，这可能是由于在Co-ONS-2nm表面形成了CoOOH。综上，这项工作对于精确合成具有厚度可调和改善催化性能的过渡金属层状氢氧化物纳米片具有重要意义。

Alkylamine-Confined Thickness-Tunable Synthesis of Co(OH)₂-CoO Nanosheets toward Oxygen Evolution Catalysis. ACS Nano, 2023. DOI: 10.1021/acsnano.2c12735