开发在中性电解液中高效的析氧反应（OER）电催化剂对微生物电解池和电化学CO₂还原至关重要。不幸的是，由于吸附的反应物浓度低，中性电解质中的OER动力学较慢，目前中性OER的过电势远高于酸性或碱性电解质。近日，复旦大学Huisheng Peng，Bo Zhang等将水合金属阳离子（Ca²⁺）掺入Ru-Ir二元氧化物中调整表面氧环境（晶格氧和吸附的氧种类），以实现高效的中性OER。

本文要点：

1）作者使用溶胶-凝胶法，合成了原子级均质的三元Ru-Ir-Ca氧化物。实验发现，该催化剂在玻碳电极上达到10 mA cm^-2的电流密度，过电势仅250 mV，并且在运行200 h的时间内没有衰减。

2）原位X射线吸收光谱，原位¹⁸O同位素标记差分电化学质谱和¹⁸O同位素标记二次离子质谱研究发现， Ca²⁺的掺入可以增强金属-氧键的共价性和表面与金属结合的氧位点的亲电性质；同时还促进水分子在催化剂表面的吸附，加速了与晶格氧有关的反应，从而提高了RuIrCaO_x催化剂的整体OER性能。

该工作提出了设计高效多相催化剂以催化各种反应的一般原理，具有重要的启发意义。

Longsheng Zhang, et al. Boosting Neutral Water Oxidation through Surface Oxygen Modulation. Adv. Mater., 2020

DOI: 10.1002/adma.202002297

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202002297