设计高效的析氧反应（OER）电催化剂对于能源转换领域至关重要。目前，一系列基于石墨烯偶联混合金属（氧）氢氧化物（Ni,Co,Fe）的非均相电催化剂被合成，并研究了金属组分对其结构，物理化学性质以及OER活性的影响。引入Fe可以获得很小的纳米片（小于5 nm），实现高表面积的目的。增加氢氧化物层间距和电催化剂表面吸附大量羟基官能团，有助于提高催化性能（用塔菲尔斜率Tafel评估）。另外，Co和Ni的存在可以帮助降低OER起始电位。这里，最好的OER催化剂是Ni0.33Co0.34Fe0.33三元金属氢氧化物，在0.1 M KOH中，驱动10 mA cm-1仅需要0.332 V过电势，Tafel斜率低至51 mV dec-1。密度泛函理论计算证明了该三元金属氢氧化物的电子结构和自由能得以改善，更有效催化OER。总的来说，这项工作为进一步开发高效，可扩展且经济高效的混合金属（氧）氢氧化物电催化剂奠定了坚实的基础。

Figure 1. （a）微波辅助-水热合成混合金属（氧）氢氧化物耦合rGO的示意图，（b）三种过渡金属组分情况，（c）10 mA cm-1电流密度时所需要的过电位比较。


Figure 2. Co-rGO, Ni-rGO, Fe-rGO, 和NiCoFe-rGO的XRD和SEM图。


Figure 3.（a）Ni-rGO,（b）Co-rGO ，（c）Fe-rGO ，（d）NiCoFe-rGO的TEM图，插图对应了SAED图，（e-f）NiCoFe-rGO的HRTEM和STEM图，（f1-f6）相应的EDX漫谱图。


Figure 4. （a）NiCoFe-rGO与其他参照催化剂的LSV极化曲线，扫速为10 mV s-1,（b）极化曲线衍生的Tafel斜率，（c）在1.71 V条件下测的电化学阻抗谱比较，（d）计时电流曲线，以评估其电化学长期稳定性。


Figure 5. 计算的电子能带结构，（a）NiOOH，（b）NiFeOOH，（c）NiCoFeOOH，（d）NiOOH，NiFeOOH，NiCoFeOOH的（001）表面对于OER路径的自由吸附能情况，（e）NiCoFeOOH  (0 0 1)表面O位点吸附HO*的原子结构。
        该研究工作由美国康乃狄克大学Steven L. Suib课题组于2019年发表在Journal of Catalysis期刊上。原文：Structure-property relationship of graphene coupled metal (Ni, Co, Fe) (oxy)hydroxides for efficient electrochemical evolution of oxygen（Journal of Catalysis 377 (2019) 619–628）