不依赖关键金属的金属氧化物催化剂在非碱性溶液中会立即腐蚀。自愈技术的发展提供了一种设计原理，可以避免中性和近中性溶液中典型金属氧化物的腐蚀。然而，金属氧化物析氧催化剂(OECs)在酸中的稳定性仍然是一个挑战，需要新的设计原则和策略。

有鉴于此，哈佛大学的Daniel G. Nocera教授等人，通过将催化性金属氧化物活性位点嵌入酸稳定的氧化物骨架中，可以在酸中实现OEC的高活性、高稳定性。

本文要点

1）通过将Ni嵌入在PbO₂多晶型物的酸稳定氧化物骨架中，氧化性Ni OECs可以在长时间的OER中保持稳定。设计制备了稳定的NiPbOx膜，该膜能够在pH为2.5的酸性溶液中进行长时间的析氧反应(OER)催化（>20 h）；相反，NiOx催化剂薄膜会立即溶解。

2）原位X射线吸收光谱和非原位X射线光电子能谱显示，在将Ni和/或Fe加入到晶格中后，PbO₂不受扰动，晶格可作为嵌入OER活性中心的酸稳定的导电框架。

3）在酸中进行OER的能力使Fe掺杂在Ni催化剂上的机理得到进一步研究。与中性或碱性条件相比，铁掺杂氧化镍OEC在酸性条件下的催化剂活性，支持以下观点：Fe³⁺增强Ni氧化物催化剂的催化活性的作用是由其路易斯酸性质引起的。

总之，通过在酸性稳定的金属氧化物骨架中嵌入活性位点，可以设计制备低成本、高稳定性的析氧催化剂（OEC），为电催化剂的开发提供了一种新的思路。

参考文献：

Nancy Li et al. Template-stabilized oxidic nickel oxygen evolution catalysts. PNAS, 2020.

DOI: 10.1073/pnas.2001529117

https://doi.org/10.1073/pnas.2001529117