界面相互作用决定了复合催化剂的整体催化性能和催化行为规则。然而，对微观尺度上界面活性位点的了解仍然有限。重要的是，识别界面“真实”活性位点的动态作用机制需要纳米级、高时空分辨率的互补操作技术。

在这项工作中，中科院长春应化所Ying Wang，中科院金属所Bingsen Zhang，吉林大学Keke Huang，冯守华院士开发了具有明确界面效应的 Co₃O₄ 同质结作为模型系统，以探索界面对析氧反应的空间相关动态响应。

文章要点

1）高空间分辨率的准原位扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱在空间维度上直观地证实了界面效应的尺寸特征，表明活性位点的激活源自3 nm尺度的强界面电子相互作用。多重时间分辨原位光谱技术可明确捕获关键反应中间体吸附行为的动态变化。

2）结合密度泛函理论计算，研究人员揭示了界面处高度活化的活性位点对中间体多种吸附构型的动态调节促进了O−O偶联和*OOH去质子化过程。双重动态调节机制加速了析氧动力学，是促进复合结构析氧活性的关键因素。

3）所得复合催化剂（Co−B@Co₃O₄/Co₃O₄ NSs）的转换频率约为单体结构（Co₃O₄ NSs）的70倍，质量活性为单体结构（Co₃O₄ NSs）的20倍，并具有显着的活性（η₁₀ ∼257 mV）。

多模态操作/原位技术的视觉互补分析为研究人员提供了一个强大的平台，以增进我们对复合结构催化剂中界面结构-活性关系的基本理解。

参考文献

Xia Zhong, et al, Spatially and Temporally Resolved Dynamic Response of Co-Based Composite Interface during the Oxygen Evolution Reaction, J. Am. Chem. Soc., 2024

https://doi.org/10.1021/jacs.3c12820