析氧反应(OER)是电化学水分解和二氧化碳还原技术中最重要的反应，尽管其固有的由四电子氧化过程引起的慢动力学是一个重大障碍。采用先进的OER催化剂是一种有意义的方法，以近年来报道的基于各种氧化物，氮化物和其他复合材料的材料为代表。剩下的挑战来自几个方面，例如，由于工业规模扩大中原材料的成本和稀缺性，开发更经济，功能更丰富的金属基催化剂来替代贵金属氧化物，特别是对于中性电解质（pH≈7）中的反应中间体而言，具有低过电位和最佳吸附能力的电催化剂。

有鉴于此，中山大学奚斌教授和Yan Li等人，通过在氮和硫(N,S)共掺杂还原氧化石墨烯(RGO)衬底上进行精细的CoN原子层沉积（ALD），合成了一种高活性和耐用的含CoN的析氧反应(OER)电催化剂(N,S)-RGO@CoN，能有效地在中性介质(pH≈7)中发挥作用。

本文要点

1）采用了原子层沉积（ALD）技术的材料制备策略，将CoN锚定在氮和硫共掺杂的还原型氧化石墨烯（RGO）上，表示为（N,S）-RGO@CoN。衬底具有丰富的活性悬空键和缺陷，可以优先吸附ALD前体，从而可能实现单原子沉积、排列良好的纳米线生长或缺陷钝化，从而使总表面能最小化。

2）中性电解质中OER性能的改善的原因包括：1)喷雾干燥法制备的花状球形还原氧化石墨烯基质具有丰富的物理化学性质，有利于快速传质/电荷转移，改善OER过程;2)通过调整喷雾条件和ALD参数，为OER试验提供最佳的ALD材料。通用的结构和成分表征确认了纳米结构CoN在(N, S)‐RGO基体上的均匀生长和强化学耦合。

3）该材料在中性电解质中具有电催化活性和耐用性，在10 mA cm^-2的电流密度下记录了220 mV的OER过电势，在20 mA cm^-2的条件下连续催化20小时的稳定性，法拉第效率接近100％。

参考文献：

Daying Guo et al. A CoN‐based OER Electrocatalyst Capable in Neutral Medium: Atomic Layer Deposition as Rational Strategy for Fabrication. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202101324

https://doi.org/10.1002/adfm.202101324