镍铁草酸盐修饰Ni3 S2 中配体驱动的电荷重分布助力高效碱性海水电解制氢

　　为解决海水电解中催化剂易腐蚀、氯竞争反应(ClER)及低效问题，研究人员通过水热-浸渍沉淀法构建了NiFe草酸盐/Ni3 S2 ((NiFe)C2 O4 /Ni3 S2 )纳米棒阵列。该催化剂通过界面电子重组实现定向电荷转移，在模拟碱性海水(500 mA cm?2 )中表现出363 mV(HER)和295 mV(OER)的低过电位，且稳定性超100小时，为绿色制氢提供了新策略。

　　

全球能源转型背景下，海水电解制氢因其资源丰富性成为研究热点，但高氯环境导致的催化剂腐蚀和竞争性氯析出反应(ClER)严重制约其发展。传统镍铁基催化剂在碱性海水中易发生结构坍塌，而过渡金属硫化物虽抗氯腐蚀却面临活性不足的困境。如何通过电子结构调控实现高效稳定的双功能催化，成为突破技术瓶颈的关键。

针对这一挑战，中国研究人员在《Journal of Colloid and Interface Science》发表研究，创新性地将镍铁草酸盐与Ni₃
S₂
复合，构建了具有定向电荷转移特性的(NiFe)C₂
O₄
/Ni₃
S₂
纳米棒阵列。研究采用同步辐射X射线吸收谱(XAS)和原位表征技术，揭示了草酸配体诱导的Ni-O/Ni-S双配位环境，以及Fe³⁺
高价态对电子结构的调控作用，为设计抗腐蚀海水电解催化剂提供了新思路。

关键技术方法
通过水热法在泡沫镍基底生长Ni₃
S₂
纳米片，再经草酸铁溶液刻蚀实现(NiFe)C₂
O₄
的原位沉积。利用X射线光电子能谱(XPS)和XAS解析电子转移路径，通过电化学工作站评估HER/OER性能，采用电感耦合等离子体(ICP)监测离子溶出。

Morphology characterisation
扫描电镜显示(NiFe)C₂
O₄
在Ni₃
S₂
表面形成均匀包覆的纳米棒阵列，比表面积较纯Ni₃
S₂
提升3倍。透射电镜观察到清晰的氧化物-硫化物界面，证实异质结构的成功构建。

Conclusion
研究证实草酸配体通过诱导Ni→Fe的定向电子转移，优化了活性中心d带电子结构：(1) Ni-S键增强水分子解离能力，(2) Fe³⁺
促进OH^-
吸附，(3) 微纳阵列结构抵御氯离子侵蚀。在1.0 M KOH+海水体系中，催化剂组装的电解槽仅需1.81 V电压即可实现98%法拉第效率，且连续运行100小时后性能衰减<5%。

该工作不仅为海水电解提供了兼具高活性和稳定性的新型催化剂，更通过配体工程策略为多相界面电子调控提供了普适性方法，推动绿色氢能技术向工业化迈进。