近期，材料科学与工程学院本科生杜鑫等的研究论文《Formate coordination stabilizes Fe sites in MOF-derived FeNi-based electrocatalysts for durable oxygen evolution》被国际知名期刊《Chemical Communications》接收并在线发表。该期刊为自然指数收录期刊。论文第一作者为杜鑫，团队成员宋俊楠博士与王家成教授为共同通讯作者，台州学院为第一作者单位。

电催化析氧反应涉及多个质子耦合电子转移步骤，如何在大电流和强氧化条件下稳定活性位点并改善界面传输，是提升催化活性和长期运行稳定性的关键难题。传统铁镍基催化剂在反应过程中常面临铁位点溶出、局部配位环境失稳等问题，破坏铁镍之间的协同作用，导致催化性能衰减。

针对上述挑战，本工作采用了一种甲酸根配位调控策略。通过在含甲酸钠的碱性电解液中对金属有机框架（MOF）前驱体进行原位电化学重构，在保留纳米片阵列结构的同时引入甲酸根配位，制备了 FeNiHOF–HCOO⁻ 催化剂（图1）。甲酸根主要调节铁位点的局部配位环境，促进界面 OH⁻ 积累与电荷传输，并伴随晶格氧参与程度降低和铁溶出减少。得益于该配位调控策略，改性后的催化剂在 500 mA cm⁻² 下的过电位为 283 mV，比未引入甲酸根的 FeNiHOF 降低 87 mV，并在三电极体系中于 1 A cm⁻² 下实现了长达1000小时的稳定运行；以其为阳极组装的阴离子交换膜水电解槽在 1 A cm⁻²、50 ℃ 下稳定运行500小时。该工作为通过局部配位调控稳定铁位点、改善铁镍基催化剂的大电流析氧耐久性提供了新思路。

图1、甲酸根通过调节铁位点的局部配位环境减缓铁溶出，使 MOF 衍生铁镍基催化剂在大电流条件下实现长时间稳定析氧。

论文链接：https://doi.org/10.1039/d6cc05535d