浙工大AFM：γ-FeOOH/Ni-MOFNA助力高效OER

设计开发基于金属有机框架（MOF）纳米片阵列（MOFNAs）的高效电催化剂，其具有可控的活性异质界面，用于析氧反应（OER）是一项迫切且具有挑战性的研究。

基于此，浙江工业大学张旺研究员（通讯作者）等人报道了通过在Ni-MOF和γ-FeOOH纳米片之间引入连接头缺陷，合成了MOF基纳米片阵列（γ-FeOOH/Ni-MOFNA）。

测试发现，所制备的γ-FeOOH/Ni-MOFNA表现出优异的OER性能，在电流密度为10 mA cm⁻²和100 mA cm⁻²时的过电位分别为193和222 mV。

通过自旋极化DFT计算，作者研究了不同位置界面位点的OER催化机制。根据具有界面活性Ni和Fe位点的γ-FeOOH/Ni-MOFNA的最佳模型发现，Ni-MOFNA中暴露的Ni位点产生的界面活性Ni位点在界面形成过程中通过桥接氧与Fe离子结合，而靠近界面的Fe位点被作为γ-FeOOH一侧的活性位点。

根据吉布斯自由能图发现，γ-FeOOH/Ni-MOFNA中的Ni位点和Fe位点都比Ni-MOFNA中的原始Ni位点对*OH的吸附更有利。

原始Ni位点的OER过程受到从*OH到*O的转换步骤的限制，在平衡电位下吸热自由能高达0.92 eV，导致OER活性相对较差。对比Ni-MOFNA中的原始Ni位点，γ-FeOOH/Ni-MOFNA中的界面Ni位点在热力学上更容易形成中间产物*OH。

界面Ni位点为OER由*O生成*OOH的速率决定步骤提供了0.31 eV的理论过电位，而界面Fe位点的速率决定步骤是从*O到*OOH的转换也提供了0.31 eV的理论过电位。DFT计算表明，γ-FeOOH/Ni-MOFNA突出的OER活性源于界面上双金属位点。

Linker Defects in Metal-Organic Frameworks for the Construction of Interfacial Dual Metal Sites with High Oxygen Evolution Activity. Adv. Funct. Mater., 2023, DOI: 10.1002/adfm.202301075.

https://doi.org/10.1002/adfm.202301075.

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