过渡金属氧化物(TMOs)由于其高地球丰度和可调的电子性质等特点，在析氧反应中受到了广泛的关注。O空位（Vo）在调整局部表面和电子环境以降低活化能垒方面起着重要作用。

有鉴于此，湖南大学的Yexin Feng、中南大学的雷永鹏等人，提出了一种有效的策略，通过结合阳离子取代和阴离子空位来改善Co₃O₄超薄纳米片催化剂的OER性能。

本文要点

1）独特的电子态和超薄结构保证了电子的快速传输和可达的活性位点。缺氧Fe-Co-O纳米片（3-4 nm厚度）催化剂达到10 mA cm_-2的电流密度仅需要260 mV的过电势，并且Tafel斜率为53 mV dec⁻¹，在1.0 M KOH中的催化性能优于基准RuO₂催化剂。

2）计算表明，在适当的位置和含量下，铁阳离子和Vo的结合引入，可以很好地调节中间体的吸收，从而将限速步骤的活化能从0.82降低至0.15 eV。缺氧Ni-Co-O纳米片也证明了这种方法的可行性。

总之，该工作不仅在阳离子取代，阴离子空位和OER性能之间建立了清晰的原子级相关性，而且为合理设计OER高效催化剂提供了借鉴。

参考文献：

Qichen Wang et al. Engineering of Electronic States on Co₃O₄ Ultrathin Nanosheets by Cation Substitution and Anion Vacancies for Oxygen Evolution Reaction. Small, 2020.

DOI: 10.1002/smll.202001571

https://doi.org/10.1002/smll.202001571