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在某些情況下，鐵(Fe)的添加會對鈷和氧化鎳納米粒子在電催化析氧反應(OER)中的活性產(chǎn)生積極的作用。然而，報道的最佳Fe摻雜劑濃度不一致，并且迄今為止尚未確定由于混合氧化物中的Fe摻雜劑導致活性增加的原因。

近日，奧胡斯大學Jeppe V. Lauritsen和賓夕法尼亞大學Aleksandra Vojvodic等研究了堿性條件下OER中負載在Au(111)上的CoOOH_x納米粒子中Fe摻雜劑位置的作用。

研究人員將密度泛函理論計算、掃描隧道顯微鏡和OER活性測量結(jié)合在金表面上支持的原子定義的Fe摻雜Co羥基氧化物納米粒子，以建立活性與羥基氧化物相內(nèi)Fe分布和濃度之間的聯(lián)系。發(fā)現(xiàn)添加Fe會產(chǎn)生不同的效果，這取決于它在羥基氧化物納米粒子的邊緣或基面位置上的位置，導致作為Fe含量函數(shù)的非線性O(shè)ER活性。

對于低鐵濃度穩(wěn)定顆粒，對鐵促進劑含量的敏感性可以解釋為鐵強烈傾向于定位在羥基氧化納米顆粒最活躍的邊緣位置，但在高濃度下易導致殼結(jié)構(gòu)，所有邊緣位置上的鐵活性較低。因此，最佳鐵含量取決于納米顆粒的大小。

該研究合成策略不僅可以調(diào)整混合氧化物中的Fe濃度，還可以調(diào)整其在催化劑納米顆粒中的分布，揭示了用于OER的混合氧化物材料協(xié)同效應的潛在起源，為理解如何通過將Fe含量調(diào)整為納米顆粒尺寸來合理設(shè)計混合Co-Fe氧化物的OER催化活性提供了一種很有前景的方法。

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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ACS Nano：Co(Fe)OOHx納米顆粒中Fe摻雜劑位置對析氧反應的影響

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