自组装纳米晶超晶格由于其尺寸、形状和组成可精确控制，具有独特的集体性质，在催化和能量转换等领域有着广泛的应用。由于它们在整体上的平均性能很难从粘合剂或添加剂中分离出来，使得识别它们固有的电催化活性是具有一定的挑战性。

近日，复旦大学董安钢研究员，东华大学陈前进特聘研究员报道了采用扫描电化学电池显微镜（SECCM）直接测量了约8 nm NiFe₂O₄和约4 nm Au纳米晶自组装的单个超颗粒上的析氧反应（OER）催化活性。结合后扫描电镜表征，可以将本征电催化活性与单个超颗粒的尺寸和组成联系起来。

文章要点

1）研究发现，二元NiFe₂O₄−Au超颗粒相对于单组分超颗粒表现出更强的OER催化活性。单个超颗粒的电流密度随其直径的增大而减小，只有当超颗粒直径小于800 nm时，电流密度才对Au含量敏感。当掺入Au后，估算的TOF增加了约6倍，并随着Au含量的进一步增加而趋于平稳。

这一微观研究的新见解对于确定结构−活性关系，合理设计具有复杂结构的高效纳米催化剂至关重要。此外，这项在介观水平上对具有可调结构的单个超颗粒的电化学研究有望为单个体电化学开辟一条新的途径。

参考文献

Xiaoxi Lu, et al, Direct Probing of the Oxygen Evolution Reaction at Single NiFe₂O₄ Nanocrystal Superparticles with Tunable Structures, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c08592

https://doi.org/10.1021/jacs.1c08592