近日，团队在《Advanced Functional Materials》发表了题为“Self-Adaptive Fe-(O,N)-C Interface Engineered on Spinel Iron Oxide for Enhanced Oxygen Evolution”的研究论文。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.76571。
电解水制氢的规模化应用受限于析氧反应（OER）催化剂的活性与稳定性矛盾。铁基尖晶石Fe3O4虽导电性好、结构稳定，但其本征活性低、表面易腐蚀，现有掺杂、异质结或牺牲模板策略难以在表面直接构建长期服役的稳定活性界面。针对这一挑战，我们提出了一种双配体协同捕获-重组的分子工程策略，以1,3,5-苯三甲酸和尿素为前驱体，在Fe3O4表面直接构筑了稳定的Fe-(O,N)-C配位壳层。不同于传统方法中配体作为模板在反应中分解或流失，该配位壳层本身作为催化功能的载体保留在表面，在反应中保持结构完整并主动参与反应路径的调控。
基于密度泛函理论预测，该界面能诱导表面Fe的d带中心和O 2p带中心同步上移，有利于增强中间体吸附、促进高价Fe(IV)=O物种生成并激活晶格氧参与。实验结合原位拉曼、红外、电化学阻抗及动力学探针等手段证实，该界面在OER工况下保持动态稳定，能稳定高价铁 氧物种、加速电荷转移，并显著提升晶格氧氧化机制（LOM）的贡献。更重要的是，该界面展现出“自适应性”——长期运行后催化剂发生有序重构而非退化，其铁溶出速率远低于未修饰和单配体修饰样品，实现了活性和耐久性的同步提升。这一结果为氧化物电催化剂提供了一种非牺牲、可设计的分子级界面调控新思路，并有望拓展至其他低成本过渡金属氧化物体系。
