巧妙构筑纳米化且无定形的电催化剂

来源：X一MOL资讯

ABO3型钙钛矿氧化物是一类原子排列有序、组成成分可调、结构灵活的功能材料。在过去几年中，钙钛矿氧化物作为非贵金属OER催化剂受到了相当多的关注。最近，结晶钙钛矿氧化物也当做前驱体来开发无定形电催化剂以提高OER活性。通过A位离子的析出，可以在钙钛矿母体材料上生成具有纳米结构的无定形材料，从而提高OER性能。然而，选择性地溶解A位阳离子并同时获得由B位阳离子衍生的无定形材料仍然是一个巨大的挑战。

图1. 材料制备的示意图。南京工业大学的周嵬教授和邵宗平教授团队提出了一种“自上而下”的策略，通过FeCl3溶液的处理，将块状结晶钙钛矿（LaNiO3）转变为纳米结构且无定形的LaNiFe氢氧化物。具有适中酸性的FeCl3溶液能选择性地溶解La，与此同时Fe3+会沉积在腐蚀的LaNiO3表面。通过这种方法制备得到的无定形催化剂不仅具有高比表面积，而且还拥有不寻常的局域电子结构和几何结构，即以边共享的方式连接的Ni3+八面体框架被扭曲的Fe八面体以间隙的方式环绕。所制备的催化剂仅需要189 mV的过电位就能达到10 mA cm-2的电流密度。考虑到FeCl3相对适中的酸性 (介于大多数A位阳离子和B位阳离子之间)，以及钙钛矿氧化物庞大的数量，这种自上而下的策略有望能制造大量钙钛矿衍生的无定形电催化剂。

图2. XAS数据。这一成果近日发表在Advanced Materials 上。