【背景】
Fe，Co，Ni基化合物（硼化物、碳化物、硫/硒化物等）由于具有廉价、储备丰富、高OER活性等优点，在电解水析氧领域备受关注。但这类化合物在OER电位下并不稳定，多数化合物会发生原位氧化而形成羟基/氢氧化物（MOxHy），后续研究表明MOxHy为主要的活性物种，并且在形成时会形成多孔纳米结构以增加比表面积，最终影响OER活性和稳定性。原位活化分为以下两类：1）完全氧化；2）部分氧化。根据文献报道，计时电位（CP）、计时电流（CA）以及循环伏安法（CV）对活化程度有一定影响，其中CP（CA）法在OER过程中仅涉及到阳极电压，而CV法则还涉及到阴极电位，但这些影响并没有统一的规律。
【成果】
近日，Mullins等人系统地研究了CP和CV对Ni基OER预催化剂氧化活化的影响。为了得到相应的结论，他们进行了以下三类控制实验（图解）：1）以Ni箔为研究对象，探究CP和CV方法进行原位氧化的基本特征；2）以不同厚度的NiSe薄膜（电沉积于FTO上）为研究对象，单独研究不同电化学氧化方法对Ni基预催化剂的影响；3）NiSe薄膜（电沉积于泡沫镍上），研究泡沫镍基底是如何对OER产生影响的。电化学测试结果显示，相较于CP，CV可以使催化剂完全氧化，且更有利于Fe原子的原位掺杂。研究成果以题为“Effects of Electrochemical Conditioning on Nickel-Based Oxygen Evolution Electrocatalysts”发表在国际著名期刊ACS Catal.上。
图解 研究方法汇总表
【创新点】
以OER原位氧化为出发点，详细讲述了CP和CV方法对氧化产物的影响以及电化学性能的影响：包括电化学活性面积、电流密度、Tafel斜率、Ni(II)/Ni(III)转化时电荷转移数等。
【数据】
一、形貌表征
电解液中无Fe元素：a-d) 表明CV更有利于Ni箔的原位氧化，使其具有更大的Ni(II)/Ni(III)转化电流、电化学活性面积，但是由于原位活化后形成的物质本征活性不高，而导致其活性低。
电解液含有Fe元素：e-h） 表明CV更有利于Ni箔的原位氧化，使其具有更大的Ni(II)/Ni(III)转化电流、电化学活性面积；并且CV有利于Fe元素原位进入MOxHy（详见原文XPS），从而赋予催化剂更高的催化活性。
a） 表明NiSe的量可以通过电沉积时间控制；b-f） 表明CV和CP对催化剂的影响规律和之前的类似。ps：详细解释见原文
表明NiSe薄膜很薄的时候，CP和CV方法均可使其完全被氧化，随着NiSe厚度的增加，CP方法仅能使其表明被氧化，而CV依然可以促进其完全氧化。
表明CP和CV对催化剂的影响规律和先前的类似，同时也表明基底对催化剂性能有很大的影响。
CP和CV对催化剂影响的对比表
【成果启发】
在电化学蒸蒸日上的时代，催化剂的制备固然重要，然测试的时候也要注意方法，否则可能埋没了辛苦合成的高活性材料。[研之成理]公众号上有发布很多详细的测试专题，大家可以前往关注。
如一文读懂HER测试方法：https://mp.weixin.qq.com/s/8v3eoqdC-0UeIlTKIs1W8w
氧气析出反应的测试要点：https://mp.weixin.qq.com/s/3xCyM4UffQamm2iaUva2iw
论文的证明思路也非常棒，小编水平有限，极力推荐大家阅读原文。
原文献DOI：10.1021/acscatal.2c01001