析氧反应(OER)是水电解、金属-空气电池、燃料电池等许多能量转换过程的基础电化学反应。对于催化剂的合理设计，首要问题是了解催化过程和明确活性位点。事实上，OER催化剂通常具有较高的氧化电位，并进行结构自我重构。因此，新活性位点的形成会影响催化性能。以往的研究主要集中于催化活性成分的自重构，但对于广泛的含碳复合催化剂，导电碳载体也承受氧化电位。对于碳基材料作为模板和载体的复合材料，碳降解对OER性能的影响尚未澄清，在重构过程中载体的作用被忽略了。

有鉴于此，中国科学技术大学陈双明副研究员等人，直接将原始单壁碳纳米管(SWCNT)中的残余铁原位转化为Fe₂O₃，从而构建了Fe₂O₃-CNT作为模型系统。有趣的是，在单壁碳纳米管上发生了一个异常的自优化，衍生产物显示了良好的电化学性能。

本文要点

1）将Fe₂O₃纳米粒子原位生长到单壁碳纳米管(SWCNT)薄膜上，形成Fe₂O₃-CNT杂化催化剂。随后的电化学测试表明，在碱性条件下，它是一种高效、稳定的OER电催化剂。

2）有趣的是，在OER活化后，SWCNT载体发生了剧烈的形态学变化，常规的SWCNT变成了胶体样特征。将 CNT 的重构称为“自优化”。

3）软 X 射线吸收光谱 (sXAS) 分析和理论计算相应地表明，自优化使 SWCNT 和 Fe₂O₃ 纳米粒子之间产生更强的相互作用，其中电子从Fe₂O₃迁移到优化的 SWCNT。

总之，该工作直接观察到了载体效应的自优化，证实了催化剂载体对电化学反应的重要影响，为OER和相关电化学反应提供了新的视角。

参考文献：

Xu, W., Cao, D., Moses, O.A. et al. Probing self-optimization of carbon support in oxygen evolution reaction. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3368-1

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3368-1