DOI: 10.1021/acsami.0c10045

钙钛矿型氧化物由于其成本低、来源丰富以及坚固的性质而被公认为是最具吸引力的析氧反应（OER）催化剂之一。在这项研究中，采用简便的静电纺丝工艺和进一步的后煅烧处理制备了一维多孔LaFe1-xNixO3钙钛矿型氧化物纳米纤维（LFNO NFs）。通过调整钙钛矿型氧化物中Fe和Ni的原子百分比，经研究者测定在所有制备的钙钛矿型氧化物中，LaFe0.25Ni0.75O3（LFNO-III）NFs提供了最佳的OER活性。尤其值得注意的是，进一步掺杂硒化物的LaFe0.25Ni0.75O3（LFNOSe-III）NFs表现出优异的OER活性，在10 mA cm-2下的过电位低至287 mV，在1 M KOH溶液中的塔菲尔斜率为8.7 mV dec-1，明显超过母体钙钛矿氧化物和市售RuO2。它还具有良好的耐久性，在22小时的稳定性测试后没有显著降低。同时，通过密度泛函理论计算验证了*OH、*O和*OOH中间体的最佳吸附特性，揭示了在Ni和Se共掺杂钙钛矿中，电催化活性中心是与Fe相邻的Ni原子。这项工作为开发高效钙钛矿型氧化物催化剂提供了有效的方法。

图1.硒掺杂LaFe0.25Ni0.75O3纳米纤维的制备示意图。

图2.LFNO-Ⅲ和LFNOSe-Ⅲ的XRD图（a），晶体结构示意图（c，b）。（d）LFNO-Ⅲ和（e）LFNOSe-Ⅲ的SEM图像。LFNOSe-Ⅲ的TEM图像（f），HRTEM图像（g）和SAED图谱（h）。（i-n）LFNOSe-Ⅲ的HAADF-TEM图像和相应的EDS元素映射图像。

图3.LFNO-Ⅲ和LFNOSe-Ⅲ的XPS光谱：（a）La 3d和Ni 2p，（b）Fe 2p和（c）O 1s。（d）LFNO-Ⅲ和LFNOSe-Ⅲ的ESR谱。

图4.（a）LFO，（b）LFNO-Ⅲ和（c）LFNOSe-Ⅲ的状态密度。（d）OER在可能位点上的火山图，其描述符为G*O-G*OH，其中[Ni]和[Fe]代表*O和/或*OH的吸附位点，（Ni-Se，Fe氧化）和（Ni-Se，Fe未氧化）分别代表与Ni-Se位点相邻的氧化和未氧化的Fe原子，（Fe氧化）和（Fe未氧化）分别代表与Ni位点相邻的氧化和未氧化的Fe原子。（e-j）*O和/或*OH中间体在催化剂上的相应吸附几何形状。

图5.（a）在O2饱和的1.0 M KOH水溶液中以1600rpm测试的LFO、LFNO-Ⅰ、LFNO-Ⅱ、LFNO-Ⅲ、LNO、LFNOSe-Ⅲ和RuO2的极化曲线。（b）在10 mA cm-2时催化剂的超电势直方图。（c）相应的Tafel图。（d）电流密度与扫描速率的关系图。（e）所制备催化剂的奈奎斯特图。（e）的插图为等效电路图。（f）LFNOSe-Ⅲ在10 mA cm-2下的计时电位测量。（f）的插图为新鲜和老化LFNOSe-Ⅲ的LSV曲线。