導(dǎo)電金屬介孔材料包含高度暴露的活性位點(diǎn)，并在一系列電化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出有效的物質(zhì)/電子傳輸速率；具有較大介孔的金屬介孔材料有利于大分子的平穩(wěn)快速傳質(zhì)。中孔結(jié)構(gòu)可以使用基于溶致液晶(LLC)的模板或通過硬模板方法在金屬中形成。然而，LLC的高粘度限制了前一種方法的適用性，而后者需要多個(gè)步驟并且涉及去除模板材料(如SiO₂)的苛刻條件。因此，控制化學(xué)還原條件和改善膠束自組裝過程對于合成非貴金屬及其合金的介孔結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。

近日，早稻田大學(xué)Toru Asahi和日本國立物質(zhì)材料研究所Yusuke Yamauchi等通過將NiFe合金與P和B(NiFeB-P)共摻雜，設(shè)計(jì)并合成了一種用于OER的具有大孔(11 nm)的電催化劑。

在化學(xué)還原過程中，B在形成含有許多活性位點(diǎn)的無定形結(jié)構(gòu)中起著至關(guān)重要的作用。另一方面，適度的磷化允許額外的P摻雜而不影響介孔形態(tài)的基本完整性，并部分保留了非晶結(jié)構(gòu)。在堿性電解質(zhì)中，所制備的NiFeB-P MNs在10 mA cm^-2電流密度下表現(xiàn)出252 mV的低OER過電位，明顯小于B摻雜的NiFe MNs (274 mV)和商業(yè)RuO₂(269 mV)。

沒有經(jīng)過磷化的樣品的活性主要?dú)w因于它們的高表面積和源自它們的中孔結(jié)構(gòu)的快速傳質(zhì)，同時(shí)催化劑在水氧化過程中原位形成一層高活性NiFe氧化物/羥基氧化物；向系統(tǒng)中添加P可以調(diào)整活性位點(diǎn)的電子結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)電導(dǎo)率，從而顯著提高催化劑的固有活性。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)高性能水分解電催化劑提供了一種有效的策略，同時(shí)也闡明了成分和形態(tài)對其性能的影響。

Soft Template-Based Synthesis of Mesoporous Phosphorus- and Boron-Codoped NiFe-Based Alloys for Efficient Oxygen Evolution Reaction. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202203411