在氫氧化物催化劑中，促進(jìn)高氧化態(tài)過渡金屬物種的形成可提高其在析氧反應(yīng)（OER）中的催化活性，但在目前的合成策略中仍然很難實(shí)現(xiàn)。
基于此，西安交通大學(xué)高傳博教授和蘇州大學(xué)程濤教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種單層NiFeB氫氧化物納米片，并證明了缺電子硼（B）在促進(jìn)高氧化態(tài)鎳（Ni）的形成以提高OER活性方面的功效。測試結(jié)果表明，NiFeB氫氧化物納米片的OER活性達(dá)到100 mA cm-2，過電位為252 mV，優(yōu)于無B-氫氧化鎳納米片的OER活性（過電位為337 mV）和已報(bào)道的大多數(shù)Ni基催化劑。作者利用DFT計(jì)算獲得原子尺度的見解，以解釋B在提高NiFeB氫氧化物納米片的OER活性方面的作用。根據(jù)DFT計(jì)算，B的引入降低了OER的能壘。作者考慮了從*H2O到O2的反應(yīng)路徑上有*OH、*O和*OOH中間體的四步反應(yīng)路徑。還計(jì)算了兩個(gè)電位（0和1.23 V）下的自由能，結(jié)果表明自由能沿反應(yīng)坐標(biāo)的變化趨勢相似。在0 V時(shí)，NiFe氫氧根形成*O（*OH→*O）為電位決定步驟（PDS），自由能差為1.498 eV。在引入B后，NiFeB氫氧根上*O的生成能降至1.308 eV，而*OOH（*O→*OOH）的生成能增加到1.455 eV，*OOH形成了PDS，說明了B在提高氫氧根NiFeB催化劑OER活性中的關(guān)鍵作用。DFT計(jì)算還表明，在NiFe氫氧根中引入B后，Ni的氧化態(tài)升高。引入B后，Ni結(jié)合OH的電子局域化增強(qiáng)，為B附近Ni氧化態(tài)的增加提供了間接證據(jù)。Promoting nickel oxidation state transitions in single-layer NiFeB hydroxide nanosheets for efficient oxygen evolution. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-33846-0.https://doi.org/10.1038/s41467-022-33846-0.
