理论上，四面体中心的原子取代（A_Td）可以通过尖晶石氧化物（AB₂O₄）中的A_Td-O-B_Oh相互作用实现对八面体中心（B_Oh）电荷的有效优化。然而，由于尖晶石氧化物晶体结构的复杂性，对其进行精确的控制和调节仍然是一项具有挑战性的工作。

基于此，广州大学刘兆清教授，悉尼大学Shenlong Zhao报道了展示了一种简单的溶剂方法来调整尖晶石氧化物的结构，并进一步将尖晶石氧化物复合材料（ACo₂O₄/NCNTs，A=Mn，Co，Ni，Cu，Zn）用于氧电催化。

文章要点

1）优化后的MnCo₂O₄/NCNTs具有较高的氧还原/析氧反应（ORR/OER）活性和优异的耐久性。值得注意的是，采用MnCo₂O₄/NCNTs正极的可充电液体锌空气电池具有比容量（827 mAh g_Zn^-1）、高功率密度（74.63 mW cm^-2）和在高充放电倍率（5 mA cm^-2）下300次循环的优异稳定性。

2）密度泛函理论（DFT）计算表明，取代可以调节Co³⁺/Co²⁺的比例，从而导致电子结构随d带中心的移动而发生调制。同时，具有最佳电荷结构的MnCo₂O₄中的Co³⁺_Oh使活性中心与含氧物种之间有更合适的结合作用，从而提高了氧电催化性能。

这项工作不仅证明了电荷调制机制对氧催化过程的影响，而且为其他氧催化材料的后续设计提供了新的策略。

参考文献

Cation-Tuning Induced d-Band Center Modulation on Co-based Spinel Oxide for Rechargeable Zn–Air Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI：10.1002/anie.202114696

https://doi.org/10.1002/anie.202114696