AFM：定向重构功不可没！提升Zn, S-Fe2O3-Fe3O4/IF的OER活性

电催化水分解制氢具有操作可靠、产品纯度高等优点，是一种有前景的制氢方法。然而，阳极的析氧反应(OER)作为水分解的瓶颈，需要一个相对较大的过电位来克服由于其四个“电子质子”转移过程而导致的缓慢动力学。

目前，贵金属基准OER催化剂(如RuO₂和IrO₂)的稀缺性和昂贵性阻碍了水分解技术的大规模应用。因此，有必要开发高效且廉价的非贵金属催化剂以克服OER反应缓慢的动力学，以实现电催化水分解产氢的工业应用。

基于此，中国石油大学(华东)董斌和柴永明等采用阴阳离子共诱导策略，对在泡沫铁上Zn和S共掺杂的Fe₂O₃和Fe₃O₄复合材料(Zn, S-Fe₂O₃-Fe₃O₄/IF)定向重构，实现高效催化OER。具体而言，在Zn, S-Fe₂O₃-Fe₃O₄/IF预催化剂中，Zn和S共掺杂的Fe₂O₃完全重构为具有丰富氧空位的Zn掺杂FeOOH；采用“溶解-再沉积”的方法，S的浸出促进了Fe的溶解，Zn的共沉积调节了FeOOH的活性。

此外，Fe₃O₄的存在为FeOOH的沉积提供了一个稳定的场所，从而形成更多的FeOOH活性组分，因此Zn, S-Fe₂O₃-Fe₃O₄/IF的活性和稳定性得到显著提高。

实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明，Zn, S-Fe₂O₃-Fe₃O₄/IF的OER活性的提高来源于定向重构得到的具有丰富氧空位的Zn掺杂FeOOH。通过定向重构引入Zn-FeOOH，调节了晶格O的2p轨道电子结构，提高晶格O的氧化还原活性，从而促进OER反应遵循晶格氧机制(LOM)途径，进而增强了催化剂的OER性能。

总的来说，这项工作成功通过调制催化剂表面定向重构提高OER活性，这对控制材料原位浸出和调节水电解过程中的定向重组具有一定的启示作用。

Directional Reconstruction of Iron Oxides to Active Sites for Superior Water Oxidation. Advanced Functional Materials, 2023. DOI: 10.1002/adfm.202303776

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AFM：定向重构功不可没！提升Zn, S-Fe2O3-Fe3O4/IF的OER活性

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