近日，深圳大学化学与环境工程学院刘剑洪教授、张黔玲教授团队在期刊《ACS Catalysis》（影响因子12.35，中科院JCR 1区， TOP期刊）上发表了题为《Electrochemical Construction of Low-Crystalline CoOOH Nanosheets with Short-Range Ordered Grains to Improve Oxygen Evolution Activity》的研究论文。该团队叶盛华博士、胡静博士和硕士研究生王靖鹏为共同第一作者，深圳大学刘剑洪教授、张黔玲教授为通讯作者。深圳大学为第一通信单位。

析氧反应（OER）是电解水制氢和金属-空气电池的重要半反应，然而，OER是一个动力学缓慢的过程，因此需要设计高性能OER电催化剂。近年来，金属磷化物、硼化物、氮化物、硫化物等被广泛用作OER催化剂，然而许多研究表明，该类催化剂在高的析氧电位下会发生物相的自重构，导致非金属元素氧化溶出，最终转变为金属羟基氧化物（MOOH），因而该类催化剂仅能被称为“预催化剂”，在催化电位下自重构产生的MOOH为真正的催化活性物质。而自重构产生的的MOOH往往结晶度较低但催化性能更高，因而研究低结晶度MOOH的构-效关系对于进一步揭示OER反应过程和机理具有重要意义。

有鉴于此，该团队通过电化学法和水热法分别在碳纤维布（CFC）上生长了低结晶度和高结晶度的CoOOH纳米片阵列，用作OER催化剂。该研究首次运用积分差分相位衬度扫描透射电镜技术(iDPC -STEM)观察到低结晶度和高结晶度的CoOOH纳米片在原子层面上的差别，证实低结晶度的CoOOH纳米片由取向无规的短程有序晶粒组成。此外，相关谱学实验证实该催化剂含有氧空位。益于晶界中存在大量配位不饱和的边缘位点，以及氧空位对含氧吸附中间产物吸附能的调控，低结晶度CoOOH纳米片的OER性能得到有效的提升。

这项工作得到了国家自然科学基金、中国博士后基金、广东省自然科学基金、深圳市科创委等项目的支持。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01300?fig=fig1&ref=pdf