ACS Catalysis：光电化学水分解过程中α-Fe2O3/Ni(Fe)OOH界面处自发形成的FeOOH

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ACS Catalysis：光电化学水分解过程中α-Fe2O3/Ni(Fe)OOH界面处自发形成的FeOOH

近几十年来，α-Fe2O3/NiFeOOH界面在决定赤铁矿析氧反应(OER)机制方面的作用一直被激烈争论，但该界面的化学特性及其功能仍然不明确。
因此，乌得勒支大学Frank M. F. de Groot和Ahmed S. M. Ismail等使用原位X射线吸收光谱来研究光电化学OER过程中α-Fe2O3/NiFeOOH界面处的界面动力学。
ACS Catalysis：光电化学水分解过程中α-Fe2O3/Ni(Fe)OOH界面处自发形成的FeOOH
科研人员对在光电化学OER过程中的α-Fe2O3/Ni0.8Fe0.2OOH光阳极进行了原位XAS分析，观察到界面FeOOH层的自发形成。由于在光照下进一步加速该层的形成，科研人员认为该层的形成有利于NiFeOOH从赤铁矿中提取光生空穴以及通过其多孔结构促进电解液离子与界面相互作用。
正如之前的研究所观察到的，这种界面FeOOH层可能在表面钝化和从赤铁矿中有效提取空穴中发挥作用，这导致OER过程中产生高光电流。
ACS Catalysis：光电化学水分解过程中α-Fe2O3/Ni(Fe)OOH界面处自发形成的FeOOH
然而，由于界面FeOOH层本质上较差的导电性，它还通过阻止和减缓这些空穴向NiFeOOH 的传输，从而延迟了NiFeOOH上OER的启动。当界面FeOOH层的厚度增加时，这种不利影响变得更加严重。
综上，本工作提出了一个模型，其中NiFeOOH主要充当OER催化剂和从赤铁矿中提取空穴的促进剂，而界面FeOOH层充当表面钝化和空穴积累覆盖层。
Detection of Spontaneous FeOOH Formation at the Hematite/Ni(Fe)OOH Interface During Photoelectrochemical Water Splitting by Operando X-ray Absorption Spectroscopy. ACS Catalysis, 2021. DOI: 10.1021/acscatal.1c02566

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