ACS Nano：Co(Fe)OOHx纳米颗粒中Fe掺杂剂位置对析氧反应的影响

在某些情况下，铁(Fe)的添加会对钴和氧化镍纳米粒子在电催化析氧反应(OER)中的活性产生积极的作用。然而，报道的最佳Fe掺杂剂浓度不一致，并且迄今为止尚未确定由于混合氧化物中的Fe掺杂剂导致活性增加的原因。

近日，奥胡斯大学Jeppe V. Lauritsen和宾夕法尼亚大学Aleksandra Vojvodic等研究了碱性条件下OER中负载在Au(111)上的CoOOH_x纳米粒子中Fe掺杂剂位置的作用。

研究人员将密度泛函理论计算、扫描隧道显微镜和OER活性测量结合在金表面上支持的原子定义的Fe掺杂Co羟基氧化物纳米粒子，以建立活性与羟基氧化物相内Fe分布和浓度之间的联系。发现添加Fe会产生不同的效果，这取决于它在羟基氧化物纳米粒子的边缘或基面位置上的位置，导致作为Fe含量函数的非线性OER活性。

对于低铁浓度稳定颗粒，对铁促进剂含量的敏感性可以解释为铁强烈倾向于定位在羟基氧化纳米颗粒最活跃的边缘位置，但在高浓度下易导致壳结构，所有边缘位置上的铁活性较低。因此，最佳铁含量取决于纳米颗粒的大小。

该研究合成策略不仅可以调整混合氧化物中的Fe浓度，还可以调整其在催化剂纳米颗粒中的分布，揭示了用于OER的混合氧化物材料协同效应的潜在起源，为理解如何通过将Fe含量调整为纳米颗粒尺寸来合理设计混合Co-Fe氧化物的OER催化活性提供了一种很有前景的方法。

The Effect of Fe Dopant Location in Co(Fe)OOH_x Nanoparticles for the Oxygen Evolution Reaction. ACS Nano, 2021. DOI:10.1021/acsnano.1c07219

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