基于金属氧化物多步还原和氧化的化学循环工艺在各种能源应用中具有广阔的前景，如二氧化碳捕获和转化、气体分离、能量储存和氧化还原催化过程。铜基复合氧化物具有很高的储氧能力，是最有前景的候选材料之一。然而，高温下的结构退化和烧结是一个关键的科学挑战。

近日，帝国理工学院Qilei Song，PaulS . Fennell，东南大学Rui Xiao报道了通过CuMgAl-LDHs的前体工程以获得Cu基混合金属氧化物（MMOs），并展示了它们作为高性能储氧材料的应用，其具有高的热稳定性和在延长的氧化还原循环中的抗烧结性。

文章要点

1）研究人员通过共沉淀合成CuMgAl-LDH前体，在共沉淀过程中，Mg物质的存在抑制了含钠物质的形成，这导致具有可忽略的残余钠含量的MMOs。由于金属阳离子的均匀分布，LDH前体的热分解导致形成高度分散的MMOs，由分散在镁铝尖晶石氧化物载体中的高负载活性CuO组成。由于尖晶石相相对于CuO保持惰性，它有效地抑制了CuAl₂O₄的形成。

2）在热重分析仪(TGA)和流化床反应器(FBR)中，所得MMOs在CuO-Cu₂O-Cu之间的多次还原和氧化循环中表现出快速反应速率、高氧容量和优异的抗烧结稳定性。因此，对前体化学的进一步理解用于进一步改进材料，并可用于开发新的氧吸附剂。

这种材料设计策略为合成储氧材料和氧化还原催化剂提供了一种替代方法，在化学链过程、气体净化、热化学储能和催化过程中有着广阔的应用前景。

参考文献

Song, R., Han, J., Okugawa, M. et al. Ultrafine nanoporous intermetallic catalysts by high-temperature liquid metal dealloying for electrochemical hydrogen production. Nat Commun 13, 5157 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-32768-1

https://doi.org/10.1038/s41467-022-32768-1