尖晶石氧化物因其良好的催化活性和较快的动力学速度，被认为是一种极有前途的低成本非贵金属析氧反应（OER）电催化剂。然而，由于尖晶石氧化物结构的复杂性，提高尖晶石氧化物OER性能的系统和深入研究还不够深入。特别是关于大量未被占用的八面体空隙的活性位点的构建还没有被研究。
有鉴于此，广东工业大学黄少铭教授，Xin Yue，香港科技大学邵敏华教授报道了采用湿化学法制备了一种泡沫铁负载的MoFe2O4和CoFe2O4纳米薄片（MCFO NS/IF）固溶体，并对其进行了退火处理。
文章要点
1）研究发现，Mo离子氧化产生的阳离子空位为阳离子填充空隙提供了机会。同时，在固溶体生成过程中会发生阳离子的取代和分布，这些阳离子会重新填充催化剂表面的八面体中心，从而增加催化剂表面的TMoct活性中心的数量。
2）HRTEM表征结果显示，材料中的缺陷（如阳离子空位和取代）导致了晶格应变和阳离子错位。同时，XAFS测量揭示了未被占据的八面体中心的填充改变了键长和配位环境，证实了TMoct活性中心数量的增加。结果表明，制备的材料具有更多的原子尺度几何工程构筑的TMoct活性位。
3）实验结果显示，所制备的MCFO NS/IF具有优异的催化活性（只需290 mV的过电位，电流密度即可达到500 mA cm−2）、快速动力学（塔菲尔斜率为38 mV dec−1）和高耐久性（250 mA cm−2保持1000 h）。
4）密度泛函理论(DFT)计算结果显示，阳离子错位和取代可以改变催化剂的电子结构，从而有助于在OER过程中优化与关键反应中间体的结合，最终导致催化性能的提高。
本研究为TM氧化物中活性中心的设计和构建提供了新的契机，为实现高效的非贵金属OER电催化剂提供了新的思路。
参考文献
Xin Yue, et al, Constructing Active Sites from Atomic-Scale Geometrical Engineering in Spinel Oxide Solid Solutions for Efficient and Robust Oxygen Evolution Reaction Electrocatalysts, Adv. Sci. 2021
DOI: 10.1002/advs.202101653
https://doi.org/10.1002/advs.202101653
