过渡金属催化剂的催化反应性能与立体结构有关，弄清不同立体结构对催化活性的影响和相互作用对于设计和提高催化剂性能至关重要。成分为AB₂X₄的尖晶石含有四面体 (A²⁺–X)_Td和八面体(B³⁺–X)_Oh立体结构的位点，因此尖晶石材料是一种代表性的含有多种不同立体结构位点的催化剂。但是目前人们对尖晶石催化剂起到主要催化活性的位点并不清楚。

有鉴于此，北京科技大学张跃、康卓等报道将没有催化活性的Zn²⁺和Al³⁺替代Co₃O₄的Co_Td²⁺和Co_Oh³⁺，分别生成ZnCo₂O₄和CoAl₂O₄，因此材料只存在一种立体结构位点。通过脉冲电化学、原位EXAFS表征，发现(Co³⁺–O)_Oh位点是主要的碱性HER催化活性位点。

本文要点：

（1）

通过深入的理论计算、XAS吸收谱表征研究(Co³⁺–O)_Oh位点的Co和O原子之间的协同作用，从而研究水分解和氢吸附步骤的动力学。此外，通过特定晶面暴露、一系列理论计算，发现与晶面有关的催化活性。

（2）

这项工作展示尖晶石催化剂的水还原催化活性与立体结构有关，而且说明催化剂结构的不同成分之间在催化反应过程中起到协同作用，为从原子尺度发展和设计先进催化剂提供帮助。

参考文献

Jing Wu, Xin Wang, Wenhao Zheng, Yu Sun, Yong Xie, Kaikai Ma, Zheng Zhang, Qingliang Liao, Zhen Tian, Zhuo Kang*, and Yue Zhang*, Identifying and Interpreting Geometric Configuration-Dependent Activity of Spinel Catalysts for Water Reduction, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c08726

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c08726