析氧反應(yīng)(OER)是各種電化學(xué)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(即水分解裝置、金屬-空氣電池)中關(guān)鍵的電催化過(guò)程之一，它需要較低的活化能和較快的轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)以實(shí)現(xiàn)最大的功率輸出。故開(kāi)發(fā)具有受控結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的非貴金屬基化合物用于高效OER已成為熱點(diǎn)。

因此，南京師范大學(xué)邱曉雨團(tuán)隊(duì)通過(guò)一種自上而下和位點(diǎn)選擇性的陰離子蝕刻方法，從NiCo普魯士藍(lán)類似物(PBA)立方體中逐步雕刻出NiCo(OH)₂/NiS₂凹形異質(zhì)籠(CHC)。

DFT計(jì)算表明，這種不添加額外金屬源的策略會(huì)產(chǎn)生具有中空、凹面和超薄(~16.2 nm)結(jié)構(gòu)，可獲得豐富的活性位點(diǎn)，調(diào)整電子結(jié)構(gòu)，并誘導(dǎo)Ni的強(qiáng)晶格應(yīng)變。

在OER過(guò)程中，NiCo(OH)₂/NiS₂ CHC上電流密度為10.0 mA cm^-2僅需258.0mV的過(guò)電位，Tafel斜率為38.3 mV dec^-1，并且在1.0 M KOH中具有良好的長(zhǎng)期耐久性。

總之，本工作建立了一個(gè)新概念以合成一系列異質(zhì)結(jié)構(gòu)(即NiCo(OH)₂/NiS₂、NiCoB/NiS₂、NiCoP/NiS₂)。其形成機(jī)制包括：

(i)S^2-的陰離子蝕刻不足優(yōu)先在邊緣和角落；

(ii)內(nèi)部PBA交叉上的二次陰離子蝕刻，其中控制溶解和重建動(dòng)力學(xué)以確定最終形狀。選擇性陰離子蝕刻挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的種子介導(dǎo)的生長(zhǎng)以構(gòu)建明確的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，這為非貴金屬納米結(jié)構(gòu)的各種功能的基礎(chǔ)研究和實(shí)現(xiàn)開(kāi)辟了新途徑。

Top-Down and Facet-Selective Phase-Segregation to Construct Concave Nanocages with Strongly Coupled Hetero-Interface for Oxygen Evolution Reaction. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120727