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調控活性位點的原子和電子結構，對于合理設計電催化制氫的析氧反應（OER）催化劑具有重要意義。然而，對水-堿電解過程中表面重構行為的活性位點的精確識別仍然難以實現。

基于此，大連理工大學侯軍剛教授和高峻峰教授（通訊作者）等人報道了鈷-鐵層狀雙氫氧化物（CoFe-LDH）預催化劑的不可逆重構行為，伴隨著Cu動態演化，以形成具有高價Co物種的CoFeCuOOH活性物種，通過操作紫外可見（UV-Vis）、原位拉曼和X射線吸收精細結構（XAFS）光譜鑒定了重構活性位點的來源。

作者選擇CoFeO₂和CoFeCuO₂作為活性位點，并作為DFT計算的模型。考慮CoFeO₂和CoFeCuO₂的八面體MO₆，O 2p軌道和金屬（nd）軌道根據分子軌道理論線性結合成鍵（M-O）和反鍵（M-O）*帶，分別表現出氧和金屬性質。

對于大多數固態材料，由于氧的巨大電負性導致（M-O）帶的Mott-Hubbard絕緣體特性，活性中心通常是金屬位點。

利用投影態密度（PDOS）分析來體現CoFeO₂和CoFeCuO₂的TM中心和氧配體的軌道分布，O 2p和金屬nd帶中心之間的能量差是CoFeO₂的正能量（ε_M-nd-ε_O-2p>0）。

CoFeO₂的電子結構特征促使金屬中心傾向于提供電子，推動OER發生傾向于傳統AEM路線。

但對于CoFeCuO₂，金屬nd和O 2p帶的DOS重疊更明顯，表明軌道的雜化和M-O的共價性增強。Cu軌道與氧2p軌道微小的重疊，而Co 3d軌道與氧2p軌道更明顯地重疊，表明與CoFeO₂相比，Cu調節了電子結構并提高了Co-O鍵的共價性。

Identification of the Origin for Reconstructed Active Sites on Oxyhydroxide for Oxygen Evolution Reaction. Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202209307.

https://doi.org/10.1002/adma.202209307.

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侯軍剛/高峻峰AM：測定CoFe LDH上OER重構活性位點來源

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