双金属浸出诱导催化剂重构用于高活性和高稳定性电化学水氧化

析氧反应(OER)催化剂在催化反应过程中不可避免地会发生表面重构,这一过程使得设计、构筑高性能和高稳定性的OER电催化剂充满挑战。在此,我们采用双金属浸出诱导表面重构的策略,构建了高活性和高稳定性的水氧化电催化剂。在该策略中,通过水热、离子交换和后续的退火工艺处理,将由α-CoMoO_(4)、K_(2)Co_(2)(MoO_(4))_(3)、Co_(3)O_(4)和CoFe_(2)O_(4)四种氧化物晶相组成的材料阵列转换为OER预催化剂。原位电化学拉曼光谱和非原位X射线衍射(XRD)分析表明,其中的不稳定成分K_(2)Co_(2)(MoO_(4))_(3)的快速溶解引发了Mo和K的适度浸出,从而在低电压下加速了表面富集的α-Co(OH)_(2)向CoOOH活性相的转化。此外,CoFe_(2)O_(4)相耦合重构产生新相CoO与无定形层CoOOH,从而形成了CoFe_(2)O_(4)@CoO@CoOOH紧密的多相结构,起到了“纳米栅栏”的作用,可有效防止催化剂的过度重构,从而赋予重构后的催化剂优异的催化活性和稳定性。本工作为设计高电流密度下具有优异活性和稳定性的OER催化剂提供了新的思路。