▲榜首作者：王孝通；一起通讯作者：马天翼，刘兆清 ；
通讯单位：广州大学
论文DOI：10.1002/anie.201907595
布景
尖晶石氧化物是一类极具发展前景的具有氧催化活性的过渡金属氧化物，其催化活性取决于它的电子结构。南洋理工大学徐梽川团队提出氧八面体作为尖晶石氧催化活性描述符的概念，指出尖晶石的氧复原和析氧催化功用是由尖晶石的八面体配位中心活性元素的eg 轨迹填凑数决议的，而四面体配位中心的奉献微乎其微。这一理论指导对尖晶石氧催化功用的调控具有深远的含义。
经典文献引荐：Adv. Mater. 2017, 29, 1606800.
广州大学刘兆清团队 将杂化尖晶石 Co 2 FeO 4 /(Co 0.72 Fe 0.28 ) Td (Co 1.28 Fe 0.72 ) Oct O 4 纳米颗粒生长在 N 掺杂碳纳米管（NCNT）上，将其作为双功用电极应用到锌空电池上，并展示了高功率密度 (90.68 mW cm -2 ) 以及在大电流 (50 mA cm -2 ) 下较强的耐用性。
文章提出了将 Fe 引进到 Co3O4 晶格用以激活八面体 Co 的氧催化活性的思路，作者合成了具有类似比表面积的钴基尖晶石氧化物资料，研究其本征活性的增强与电子结构的联系，发现在两层效应的效果下，Fe 掺杂的 CO3O4 碳纳米管资料显示出挨近贵金属的催化活性，试验和理论核算均证明，Co2FeO4 催化功用的增强与八面体 Co 性质的改动有关。
图文剖析
▲图一：a) 杂化尖晶石AB位原子间电荷交流以及资料示意图, Co 2 FeO 4 /NCNTs 的 b) XRD 图谱， c) 57 Fe 穆斯堡尔谱， d) SEM 图 e, f) TEM 图 g) SEAD.
▲图二：各催化剂的氧催化功用测验
▲图三：Co2FeO4/NCNTs 的液态锌空电池功用
▲图四：a, b) Co3O4 和 Co2FeO4 的磁学性质，c, d) Co3O4 和 Co2FeO4 的 PDOS
▲图五：氧吸附能核算: a) Co3O4, b) Co2FeO4.
小结
Co2FeO4 杂化尖晶石具有丰厚的共边 [Co1/2Fe1/2O6] 八面体单元，可有用影响Co3+Oct 的化学环境。由 Fe-Co 替代引起的 Co-O 键长度改变进一步影响键的共价。研究者经过调控其电子自旋状况来激活 Co3+Oct 离子，尖晶石 Co3O4 中 Co3+Oct 的电子构型能够经过置换 Fe3+Oct/Td 来调理。
理论核算和磁性测验标明，Co 3d 电子离域和自旋态跃迁导致 Fe-阳离子引进到 Co3O4 中。相邻的 Fe3+ 在自旋和电荷效果下均能有用激活 Co3+，然后提高了杂化尖晶石 Co2FeO4 的固有氧催化活性。此外，NCNT 因为其高导电性，大表面积和固有柔韧性，能够作为金属氧化物的抱负导电基底。将碳资料与活性杂化尖晶石偶联，得到的 Co2FeO4/NCNT 显示出优异的催化功用，使其有期望用作锌空气电池中的双功用电催化剂。
文章链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907595
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