過渡金屬鈷基納米材料由于具有豐度高、成本低、與中間體結(jié)合能好等優(yōu)點(diǎn)，作為高級(jí)電催化劑受到越來(lái)越多的關(guān)注。其中，過渡金屬氫氧化物/氧化物是一類具有多種優(yōu)點(diǎn)的二維納米材料，是OER的高效電催化劑。

并且，金屬氫氧化物納米材料厚度的降低伴隨著配位數(shù)的降低，表面活性位數(shù)和缺陷濃度的增加，電導(dǎo)率的增加，從而提高了催化性能。然而，目前仍然缺乏可靠的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬氫氧化物的厚度控制生長(zhǎng)，特別是當(dāng)它達(dá)到超薄極限(幾個(gè)原子層)。

基于此，廈門大學(xué)黃小青、卜令正和李雷剛等以烷胺為配位劑，采用溶劑熱法合成了厚度可調(diào)的Co(OH)₂-CoO納米片。

具體而言，烷胺配體能夠與鈷離子配位以限制沿垂直方向的生長(zhǎng)。因此，研究人員使用與Co離子之間具有不同配位能力的乙胺，丙胺和丁胺來(lái)實(shí)現(xiàn)Co-O NSs的厚度可調(diào)生長(zhǎng)(分別表示為Co-O NSs-6 nm，Co-O NSs-4 nm，Co-O NSs-2 nm)。

一系列光譜分析表明，不同厚度的Co-O NSs表現(xiàn)出調(diào)制的原子結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)，這些都有助于不同的OER活性；Co-O NSs-2 nm具有最大的氧空位和活性中心，以及最快的電子輸運(yùn)和優(yōu)化的d帶中心，從而導(dǎo)致最高的催化活性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在堿性條件下，最優(yōu)的Co-O NSs-2 nm催化劑在10 mA cm^?2電流密度下的過電位低至278 mV、Tafel斜率為78 mV dec^?1以及TOF為57 ms^?1。

此外，在1.5 V_RHE下，Co-O NSs-2 nm在連續(xù)運(yùn)行50個(gè)小時(shí)后沒有發(fā)生明顯的電流下降，并且催化劑的結(jié)構(gòu)和組分沒有發(fā)生明顯變化；在穩(wěn)定性測(cè)試后，Co 2p的結(jié)合能呈現(xiàn)負(fù)移動(dòng)，這可能是由于在Co-ONS-2nm表面形成了CoOOH。綜上，這項(xiàng)工作對(duì)于精確合成具有厚度可調(diào)和改善催化性能的過渡金屬層狀氫氧化物納米片具有重要意義。

Alkylamine-Confined Thickness-Tunable Synthesis of Co(OH)₂-CoO Nanosheets toward Oxygen Evolution Catalysis. ACS Nano, 2023. DOI: 10.1021/acsnano.2c12735