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?黃小青/黃慶/耿洪波AFM：納米層狀MAX相中單原子厚A層的自重構(gòu)增強(qiáng)析氧

M_n+1AX_n（MAX）相是一種納米層狀的三元碳化物/氮化物家族，作為高安全性的結(jié)構(gòu)材料被廣泛研究，但其在電催化方面的直接應(yīng)用還遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)。

基于此，廈門大學(xué)黃小青教授、中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所黃慶研究員和常熟理工學(xué)院耿洪波教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了一類具有獨(dú)特MAX相的V₂(Sn, A)C（A=Ni、Co、Fe），并用作高效的析氧反應(yīng)（OER）催化劑。

在堿性O(shè)ER條件下，V₂(Sn, Ni)C（VSNC）能保持塊狀晶體結(jié)構(gòu)，僅發(fā)生表面重構(gòu)生成Ni基氫氧化物，并伴隨V和Sn元素的自摻雜。表面重構(gòu)的VSNC的OER性能，明顯優(yōu)于重構(gòu)的Ni納米粉末和V₂SnC。

該文對OER過程進(jìn)行了DFT計(jì)算，以了解自重構(gòu)VSNC的反應(yīng)機(jī)理。過渡金屬(氧)氫氧化物通常比它們的起始對應(yīng)物更具OER活性，在尖晶石等金屬氧化物中已被廣泛研究。

考慮到OER過程一般涉及催化劑表面，且生成的(V, Sn)-NiOOH可達(dá)數(shù)十納米，在本體系中模擬了原始γ-NiOOH（NiOOH）以及Sn或V在γ-NiOOH不同位點(diǎn)的摻雜（分別為SnNiOOH和V-NiOOH）。

該文中使用的計(jì)算模型，都考慮了Ni原子在facet位點(diǎn)和邊緣位點(diǎn)的替代。計(jì)算結(jié)果表明，添加摻雜劑的Sn-NiOOH和V-NiOOH在小面位點(diǎn)的總能量分別比添加摻雜劑的Sn-NiOOH和V-NiOOH在邊緣位點(diǎn)的總能量分別高0.41和0.31 eV。

因此，Sn和V摻雜時，邊緣位點(diǎn)比facet位點(diǎn)更能保持能量穩(wěn)定，并將其作為后續(xù)計(jì)算的計(jì)算模型。

Self-Reconstruction of Single-Atom-Thick A Layers in Nanolaminated MAX Phases for Enhanced Oxygen Evolution. Adv. Funct. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adfm.202211530.

https://doi.org/10.1002/adfm.202211530.

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