通过缺陷取向的合成策略对电催化剂的纳米结构进行修饰和电子性质的调整是提高电催化剂析氧反应(OER)性能的关键。目前电催化剂的合成策略主要针对单一或双结构缺陷，而关于多结构缺陷协同效应的研究较少。

有鉴于此，苏州大学郎建平教授、黄小青教授、牛政教授和香港理工大学黄勃龙教授等人，通过采用一种简单、绿色的 H₂O₂ 辅助蚀刻方法，在泡沫镍上制备了具有多孔结构、氧空位和 Ni³⁺ 缺陷的超薄 NiFe 层状双氢氧化物纳米片（NiFe-LDH-NSs/NF）。

本文要点

1）在一般原始 NiFe-LDHs（表示为 p-NiFe-LDHs/NF）中没有观察到纳米孔。然而，在前体溶液中加入 H₂O₂ 溶液后，在 NiFe-LDH-NSs/NF 上形成了纳米孔，同时形成了 Ovac 和 Ni³⁺ 缺陷。受益于这些多重结构缺陷，优化后的 NiFe-LDH-NSs/NF 对 OER 表现出优异的电催化活性，优于 p-NiFe-LDHs/NF 并优于许多其他最先进的 OER 催化剂。

2）上述三种缺陷的协同作用导致了更多的活性位点的暴露和本征活性的显著提高。优化后的催化剂表现出优异的 OER 性能，在 10 mA·cm^-2 时具有 170 mV 的极低过电位和在 1 M KOH 溶液中 39.3 mV·dec^-1 的小塔菲尔斜率。

3）密度泛函理论计算表明，这种OER性能来源于氧空位(Ovac)附近的准再氧化金属稳定Ni³⁺，它抑制了 Ni 位的 3d-e_g 并将 d 带中心提升到竞争性低的电子转移势垒。这项工作为可再生能源转换技术的先进电催化剂提供了新的见解

总之，该工作为用于可再生能源转换技术的先进电催化剂的制备提供了新的思路。

参考文献：

Zhao, Z., Shao, Q., Xue, J. et al. Multiple structural defects in ultrathin NiFe-LDH nanosheets synergistically and remarkably boost water oxidation reaction. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3475-z

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3475-z