发展具有优异催化活性的催化剂对于发展新电催化技术非常关键。虽然目前人们对改善催化剂-反应物之间的相互作用做了丰富的工作，但是其他相关性质对催化剂的影响作用受到的关注比较少。这些性质通常来自于催化剂的固态本征性质，可能在不同条件中对反应活性和反应机理可能产生各异的影响。特别是过渡金属氧化物TMO（transition metal oxides）具有复杂的本征性质，因此可能对催化活性产生广泛的影响。因此，深入理解TMO材料的本征特点，发展各种策略实现对其本征特点充分利用，为发展新型催化剂提供广阔的机会。

有鉴于此，新加坡南洋理工大学徐梽川(Zhichuan J. Xu)等报道TMO过渡金属氧化物材料的本征特点进行总结，同时讨论本征特点如何影响电催化剂的催化活性。最后对如何使用这些特点设计更加优异的TMO电催化剂进行展望。

本文要点：

（1）

与热催化剂有所不同，电催化反应中，电催化剂对反应物和中间体的吸附能够显著的影响催化反应活性，除了吸附作用，电催化剂与反应物之间/电催化剂内部存在电荷转移现象，因此电催化剂的本征特点能够显著影响催化剂的催化活性。

比如，在最近的一些工作中，人们发现电催化剂的催化活性能够被电荷分布、自旋态、磁序等显著影响。其中，具体能够通过优化催化剂的表面的成键、改善催化剂能够优化催化活性的本征特点（比如电荷传输能力、金属-氧共价键、调控交换相互作用），此类性质并不会直接影响反应物种的吸附，但是能够影响电极内部的电荷转移速率，同样能够对电催化反应活性产生影响。

（2）

深入理解和掌握此类性质、调控方法，有助于改善TMO过渡金属氧化物材料的电催化活性。电催化剂的自旋、电荷、轨道电子态通常是相互联系的，而且显著的因为晶体结构和组成的改变而发生变化，因此能够导致广泛的电子学性质、化学性质。

（3）

对目前一些最重要、最先进的火山型催化剂的结构-催化活性关系图，对比较少得到讨论和关注的但是能够影响催化活性的相关概念进行讨论。

作者对设计更先进TMO材料的方法进行展望，提出了一些相关的设计理念，这将有助于最大程度的改善催化剂性能和催化活性。

参考文献

Yuanmiao Sun, Gao Chen, Shibo Xi, and Zhichuan J. Xu*, Catalytically Influential Features in Transition Metal Oxides, ACS Catal. 2021, 11, 13947–13954

DOI: 10.1021/acscatal.1c04393

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04393