郑州大学周震教授团队：原位S原子的引入，解锁NiFe-LDH高效尿素氧化活性密码

本文报道了郑州大学周震教授团队在电催化尿素氧化(UOR)领域的最新成果。背景:NiFe层状双氢氧化物(NiFe-LDH)作为贵金属催化剂的替代材料具有潜力，但常规NiFe-LDH中羟基与Fe位点的强结合阻碍了高活性Ni³⁺-O物种的形成，导致起始电位偏高，且难以实时追踪真实活性位点。研究目的:开发高效UOR催化剂，并揭示硫(S)掺杂如何影响活性位点及提升催化性能。结论:通过简单的原位S掺杂策略成功制备了S-NiFe-LDH催化剂。S原子的引入有效调节了电子结构，增强了Ni-S共价键，使Ni d带中心上移，显著降低了Ni²⁺向Ni³⁺转化的热力学能垒，促进了低电位下高活性Ni³⁺-OOH物种的形成。该催化剂在100 mA/cm²电流密度下仅需1.36 V电位，Tafel斜率低至17.9 mV dec⁻¹，且具有优异的稳定性。本研究在分子层面上揭示了NiFe基材料在电催化过程中的活性位点演变规律，为设计高效UOR电催化剂开辟了新路径。