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為了解決氧化鐵導電性差和活性低的問題，人們作出了大量的嘗試和努力，其中鐵與一些高價金屬如W、Ta和Mo的復合已被證明是最有效的策略之一。

在此基礎上，F(xiàn)e和Co(或Ni)之間的氧化物/氫氧化物納米復合材料近年來被開發(fā)成為最有效的非貴金屬OER催化劑之一。然而，考慮到鎳和鈷基氧化物/氫氧化物已被廣泛認為是高活性的OER催化劑，使得OER的真正活性中心具有爭議性。

因此，有必要設計和合成鐵基模型催化劑以確認鐵(Fe³⁺或Fe⁴⁺)是否是有效和穩(wěn)健的OER的活性中心。

基于此，中科院大連化物所章福祥課題組以一維導電磷化鎳(NP)為載體，合理地設計和制備了一種Fe，V基雙金屬復合納米片(FeVO_x/NP)。電化學性能測試結(jié)果顯示，F(xiàn)eVO_x/NP在50、100和500 mA cm^?2電流密度下的OER過電位分別為216、241和290 mV，Tafel斜率為56 mV dec^?1。

此外，該催化劑能夠在100 mA cm^?2電流密度下連續(xù)運行1000小時僅有輕微的過電位上升，并且反應后催化劑的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯變化，表明該催化劑具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

實驗結(jié)果和理論計算表明，F(xiàn)e⁴⁺中間物種僅在FeVO_x/NP復合物的OER過程中檢測到，再加上V和Fe對應物的OER活性遠遠低于FeVO_x/NP復合物，可以證實形成的高價Fe⁴⁺是高效的OER活性物種。

此外，在不同的電位下，高價鐵物種和OER電流密度之間的正相關關系表明，原位產(chǎn)生的高價鐵中間體在催化水氧化反應中起著關鍵作用。總的來說，這項工作證明了Fe基雙金屬氧化物中Fe⁴⁺物種的高活性，這為開發(fā)高效的Fe基OER催化劑提供了理論基礎。

Confirming High-Valent Iron as Highly Active Species of Water Oxidation on the Fe, V-Coupled Bimetallic Electrocatalyst: In Situ Analysis of X-ray Absorption and M?ssbauer Spectroscopy. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.3c02288

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