混合阴离子化合物能够比单一阴离子构成的化合物显著增强的性能,因此最近受到广泛的关注。但是由于目前仍然缺乏可靠的混合阴离子化合物合成方法,因此控制形貌和调控晶相构筑混合阴离子化合物仍然非常困难。
有鉴于此,东京科学大学Kazuhiko Maeda等报道合成了层状结构Pb-Fe氟氧阴离子化合物(Pb3Fe2O5F2)作为OER电催化剂。
比较了Pb3Fe2O5F2与三维钙钛矿PbFeO2F之间的区别,通过将Pb3Fe2O5F2作为催化剂、碳纳米管作为导电支撑材料、石墨作为载体构筑了电极,性能比PbFeO2F更好。
通过电化学分析表征,研究Pb3Fe2O5F2的不同晶面的OER活性,DFT理论计算结果说明Pb3Fe2O5F2 (060)含Fe晶面具有活性位点在反应中间体之间具有强度合适的相互作用,因此具有更低的OER理论过电势,由于F离子增强了这种相互作用。
(2)
这项研究有助于开发高性能的氟氧混合阴离子电催化剂,平衡氟离子的电负性,改善活性位点的电子结构促进OER反应,而且避免使用贵金属。
参考文献
Ryusuke Mizuochi, Yuuki Sugawara, Kengo Oka, Yoshiyuki Inaguma, Shunsuke Nozawa, Toshiyuki Yokoi, Takeo Yamaguchi, and Kazuhiko Maeda*, Iron-Based Layered Perovskite Oxyfluoride Electrocatalyst for Oxygen Evolution: Insights from Crystal Facets with Heteroanionic Coordination, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c05740
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c05740