設(shè)計高效的析氧反應(yīng)（OER）電催化劑對于能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域至關(guān)重要。目前，一系列基于石墨烯偶聯(lián)混合金屬（氧）氫氧化物（Ni,Co,Fe）的非均相電催化劑被合成，并研究了金屬組分對其結(jié)構(gòu)，物理化學(xué)性質(zhì)以及OER活性的影響。引入Fe可以獲得很小的納米片（小于5 nm），實現(xiàn)高表面積的目的。增加氫氧化物層間距和電催化劑表面吸附大量羥基官能團，有助于提高催化性能（用塔菲爾斜率Tafel評估）。另外，Co和Ni的存在可以幫助降低OER起始電位。這里，最好的OER催化劑是Ni0.33Co0.34Fe0.33三元金屬氫氧化物，在0.1 M KOH中，驅(qū)動10 mA cm-1僅需要0.332 V過電勢，Tafel斜率低至51 mV dec-1。密度泛函理論計算證明了該三元金屬氫氧化物的電子結(jié)構(gòu)和自由能得以改善，更有效催化OER。總的來說，這項工作為進一步開發(fā)高效，可擴展且經(jīng)濟高效的混合金屬（氧）氫氧化物電催化劑奠定了堅實的基礎(chǔ)。
Figure 1. （a）微波輔助-水熱合成混合金屬（氧）氫氧化物耦合rGO的示意圖，（b）三種過渡金屬組分情況，（c）10 mA cm-1電流密度時所需要的過電位比較。
Figure 2. Co-rGO, Ni-rGO, Fe-rGO, 和NiCoFe-rGO的XRD和SEM圖。
Figure 3.（a）Ni-rGO,（b）Co-rGO ，（c）Fe-rGO ，（d）NiCoFe-rGO的TEM圖，插圖對應(yīng)了SAED圖，（e-f）NiCoFe-rGO的HRTEM和STEM圖，（f1-f6）相應(yīng)的EDX漫譜圖。
.png)
Figure 4. （a）NiCoFe-rGO與其他參照催化劑的LSV極化曲線，掃速為10 mV s-1,（b）極化曲線衍生的Tafel斜率，（c）在1.71 V條件下測的電化學(xué)阻抗譜比較，（d）計時電流曲線，以評估其電化學(xué)長期穩(wěn)定性。
Figure 5. 計算的電子能帶結(jié)構(gòu)，（a）NiOOH，（b）NiFeOOH，（c）NiCoFeOOH，（d）NiOOH，NiFeOOH，NiCoFeOOH的（001）表面對于OER路徑的自由吸附能情況，（e）NiCoFeOOH (0 0 1)表面O位點吸附HO*的原子結(jié)構(gòu)。
該研究工作由美國康乃狄克大學(xué)Steven L. Suib課題組于2019年發(fā)表在Journal of Catalysis期刊上。原文：Structure-property relationship of graphene coupled metal (Ni, Co, Fe) (oxy)hydroxides for efficient electrochemical evolution of oxygen（Journal of Catalysis 377 (2019) 619–628）
