总结：结构非晶化作为材料改性的前沿技术，因其独特的无序结构和丰富的配位环境，成为提升催化剂性能的有效策略。非晶材料相较于晶态材料，拥有更高密度的活性位点、更优异的电子结构和更灵活的表面吸附能力，显著促进了催化反应的效率。
近年来，多项研究证实非晶化不仅提升了催化活性和反应动力学，还增强了材料的稳定性与抗腐蚀性能，并易于实现异质掺杂与纳米结构工程。结构非晶化已成为发展高效、低成本、长寿命催化剂的重要方向，在能源与环境催化领域展现出广阔应用前景。
结构非晶化是指材料的原子或分子在空间上呈现无长程周期性排列，即缺乏晶体中整齐划一的三维有序结构。
非晶材料虽然在局部依然可能维持一定的短程有序性（如邻近原子的配位结构），但在更大尺度上则体现为“无序”或“杂乱”的排列。常见的非晶材料包括玻璃、金属玻璃、部分高分子、氧化物、硫化物、以及水热或电化学法制备的某些纳米催化剂等。
晶态材料的特征在于其结构单元（原子、离子或分子）以周期性重复的方式有序排列，形成空间上的长程有序，这种有序性带来了明确的晶格参数、特定的电子能带结构以及丰富的物理性质。
而非晶材料则由于缺乏这种周期性，结构更加松散、开放、各向同性，原子配位环境的多样性和不确定性大大增强。非晶材料在X射线衍射（XRD）测试中通常表现为宽弥散峰而无明显衍射峰，这是典型的长程无序特征。
非晶结构中由于大量原子处于配位不饱和、结构缺陷、悬挂键等“非理想”状态，这些原本在晶体中不易出现的结构，恰恰成为吸附反应物和形成中间体的理想活性位点。
例如，非晶化往往带来高密度的表面/界面缺陷，这些缺陷区具有更高的化学反应性，可以显著提高单位面积内的反应位点数量。
周期性结构的破坏和长程无序往往会使电子能带结构发生变化。部分非晶材料表现出更接近金属态的导电性，更有利于电荷在催化反应中的转移和分布。
例如，非晶RuTe₂表现出近似无带隙的电子结构，d带中心更易与反应中间体发生耦合，促进了氧还原、析氧等反应步骤中的电子转移。
非晶结构的表面原子排列无序，为分子吸附提供更多的“容忍度”和适配性，既有利于反应物高效吸附，也便于反应中间体的脱附与迁移，改善了反应动力学。
例如在OER、HER等反应中，非晶表面能灵活适应不同反应物和中间体的配位方式，从而降低反应能垒，提高反应速率。
非晶结构各向同性、无明显晶界，不易发生晶界腐蚀、脱落等失活现象，在极端环境（强酸、强碱、高电位等）下展现出优良的结构稳定性。
例如非晶化的催化剂往往表现出超长的寿命和极低的电流衰减，便于实际长期运行。
非晶态结构由于其“松散”与“开放”性，能够更容易接纳异种原子或分子掺杂，或者与其他组分形成纳米复合结构，从而引入新的活性中心，进一步优化催化性能。
例如Fe掺杂诱导Ni(OH)₂纳米网局部非晶化，协同提升了活性和稳定性。
非晶化过程可以结合纳米孔、超薄片、纳米网、界面重构等多种纳米结构工程手段，实现活性结构的精准调控。并且部分催化体系可以在反应过程中“原位”形成非晶表面活性层，实现动态自适应调节。
该研究以RuTe₂为模型体系，通过控制合成工艺获得高度非晶化的RuTe₂多孔纳米棒。DFT理论计算与实验结合发现，非晶结构带来了局部应变与畸变效应，极大增强了Te-pπ与Ru-4d之间的耦合能力，促进了Ru位点的电子转移。
实验结果显示，非晶RuTe₂仅需245mV的过电位即可驱动析氧反应（OER），表现明显优于同种晶态材料和商业Ir/C。深入机制分析揭示，非晶化引入的高密度缺陷和配位不饱和为氧化物/羟基物种（如RuOxHy）形成创造了有利条件，这些物种是OER过程的关键中间体。
该研究为通过非晶化优化催化剂电子结构和活性提供了理论基础，并拓展了高稳定性催化剂的设计思路。
该研究提出了一种自上而下的“热处理诱导非晶化”策略，实现了单组分、双组分、三组分氢氧化物向非晶氧化物的可控转化。
以FeCoSn(OH)₆为例，经过低温热处理得到的非晶FeCoSnOx展现出超高的OER活性，TOF值是晶态前驱体的近40倍。
结构表征显示，原有的M–OH八面体结构在加热过程中转化为M–O四面体，M–M配位逐渐消失，整体结构失序。这一转变带来了更多的配位不饱和活性位点和优化的电子结构。DFT与分子动力学模拟进一步证实，非晶化改善了电荷分布和反应路径，有效降低了OER反应的能垒。
该工作不仅验证了非晶化策略的广泛适用性，也为多组分电催化剂的设计和性能提升提供了新思路。
该工作以
NiPS₃为主体，通过掺杂微量Ru并结合原位电化学透射电子显微镜（TEM）观测，发现碱性析氢反应（HER）过程中催化剂表面会发生原位重构和非晶化，形成富含桥联S₂²⁻物种的无序活性层。
该无序层不仅能够稳定Ru原子，防止其流失，还提升了吸附氢中间体的能力，增加了表面活性位点数量。修饰后的催化剂在HER反应中表现出低过电位（η₁₀=58mV）、高交换电流密度（1180μA/cm²），媲美甚至超过商用Pt/C催化剂。理论计算表明，非晶层显著降低了反应能垒、优化了中间体吸附热力学。该研究强调了原位表面非晶化的动力学优势和稳定性提升，为电催化剂的“自适应”设计提供了新范式。Fe掺杂诱导Ni(OH)₂纳米网局部非晶化及其OER增强该研究通过调控Fe掺杂量，在二维超薄Ni(OH)₂纳米网中实现了局部非晶化的可控调变。实验系统地揭示，随着Fe含量的提升，材料的非晶化程度从10%提升到78%，对应的OER活性也逐步增强。最佳样品（a-Ni₀.₇₅Fe₀.₂₅(OH)₂，78%非晶含量）在碱性OER中活性远超商用RuO₂和其他样品。分析发现，Fe掺杂不仅诱导了局部结构无序、配位环境多样，还增加了电子态密度和中间体吸附能力，优化了催化反应路径。该研究系统厘清了“非晶化程度-催化活性”的定量关系，为开发高性能、低成本非贵金属电催化剂提供了重要理论支撑和合成范式。
通过上述分析可以看出，结构非晶化作为提升催化性能的重要材料工程手段，在多种催化体系中表现出极为显著的效果。
非晶化不仅通过引入高密度缺陷、配位不饱和和局部无序提升了活性位点密度，还显著优化了电子结构，增强了反应物吸附和中间体脱附，改善了电荷转移过程。
此外，非晶材料还表现出优异的结构稳定性和抗腐蚀性能，更易实现多元素掺杂和复合调控，是实现高效、长寿命电催化剂的理想平台。
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