充分激发传统纳米材料(如经典的尖晶石家族)的深层潜力,在材料科学领域具有极其重要的意义。
然而,目前人们认为这在很大程度上依赖于先进的概念设计和合成策略。
基于此,2025年3月13日,中国科学技术大学刘庆华、程位任、Wanlin Zhou等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Inorganic–organic hybrid cobalt spinel oxides for catalyzing the oxygen evolution reaction》的研究论文。
在此,作者采用π共轭偶氮苯单齿配位方法设计了一种无机 – 有机杂化尖晶石氧化物,以克服其在电催化反应中活性适中和相稳定性差的固有问题。
以尖晶石Co3O4纳米立方块为预催化剂,经过对立方块表面的微妙蚀刻后,四面体Co – O配位场中的一些氧原子被取代,并通过亲电性羧基选择性地与弱极性偶氮扩展的π共轭单元(π* – N = N – π*)相连。
Co3O4中的π共轭结构抑制了四面体和八面体Co – O配位场之间的共价竞争,成功地防止了在电催化过程中相变的发生,并提高了电催化活性和耐久性。
本研究不仅扩展了尖晶石家族,还为开发先进的功能材料提供了有益的指导。
Bo, S., Zhang, X., Wang, C. et al. Inorganic–organic hybrid cobalt spinel oxides for catalyzing the oxygen evolution reaction. Nat Commun 16, 2483 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57799-2
