铁磁（FM）电催化剂已被证明可以通过自旋相关动力学降低析氧反应（OER）的动力学势垒，从而从根本上提高效率。因此，具有独特物理化学性质的FM二维(2D)材料有望成为有前景的析氧催化剂。然而，由于它们在空气中不稳定和低的居里温度（T_C），相关研究尚未报道。近日，江西师范大学Cailei Yuan等大规模合成空气稳定的2D FM Cr₂Te₃纳米片（T_C约200 K），通过与反铁磁（AFM）CrOOH形成异质结构，在Cr₂Te₃中实现室温铁磁性，并研究了其磁化后的OER特性。

本文要点：

1）Cr₂Te₃/CrOOH异质结构是Cr₂Te₃的OER过程中自然形成的，并表现出强的OER性能。密度泛函理论(DFT)计算表明，OER电催化活性与Cr₂Te₃/CrOOH异质结构界面处的电荷转移和电子重新分布有关。

2）此外，作者通过振动样品磁强计（VSM）观察到原位生成的Cr₂Te₃/CrOOH异质结构的室温铁磁性，表明Cr₂Te₃由于PM/AFM异质结构中的磁邻近效应实现了远程FM有序。

3）因此，通过磁化可以显著提高催化性能。由于自旋的非易失性，这种增强是无场（没有施加磁场）和永久性的。

该工作表明，通过接近AFM可以在PM催化剂中实现室温铁磁性，这为促进磁性二维材料和异质结构在OER中的应用提供了一种通用且可行的方法。

Ziren Xiong, et al. Field-Free Improvement of Oxygen Evolution Reaction in Magnetic Two-Dimensional Heterostructures. Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03981

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03981