电解水制氢是目前最有前景的制氢路径。而析氧反应（OER）作为电解水过程中的速率控制步骤，开发高效OER催化剂是电解水工业需要解决的一个重要问题。层状双金属氢氧化物（LDH）结构在自然界中广泛存在，且常被用来设计为析氧反应OER催化剂。近几年，Fe(III)取代部分Ni(II)的FeNi-LDH引起了广泛研究，Fe(III)引入在提高水氧化过程中发挥了重要作用。而且，Fe(III)引入到任意第一排过渡金属双金属氢氧化物中都会提升其催化性能。

   为了提升这类异质催化剂性能，详细了解金属配位环境是判断反应机理的首要条件。近日，加州大学戴维斯分校的R. David Britt博士用电子顺磁光谱EPR研究了ZnAl LDH中掺杂的Fe和Ni原子的配位环境。多频EPR光谱揭示在Fe- ZnAl LDH 中存在两中明显不同的Fe(III)位点。材料的脱水作用改变零场分裂ZFS揭示了一种Fe(III)位点是solvent-exposed（位于边缘、缺陷处），另一种为inset型Fe(III)位点。两种Fe(III)位点有特定的axial ZFS。而且在Ni-ZnAl LDH 材料中Ni(II)也有类似的现象。位于边缘处的Fe(III)和Ni(II)在温和加热真空条件下非常容易失去水或氢氧根，揭示了一种可能的反应机理，即产生high-valent metal-oxo活性单位。

Sayler, R. I.; Hunter, B. M.; Fu, W.; Gray, H. B.; Britt, R. D., EPR spectroscopy of iron- and nickel-doped [ZnAl]-layered double hydroxides: modeling active sites in heterogeneous water oxidation catalysts. J. Am. Chem. Soc. 2019.

 DOI: 10.1021/jacs.9b10273

 https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b10273