天津大学JACS: 杂原子掺杂起大作用，提高过渡金属氧化物水氧化性能

本文介绍了天津大学姚桥峰课题组开发的一种界面扩散策略，用于精确稳定地掺杂非贵金属氧化物，以提高其催化水氧化反应(OER)的性能。通过使用电负性较低的金属杂原子（如Cr、Mn和Ce）进行掺杂，研究人员成功调控了过渡金属氧化物（如Fe、Co和Ni）的电子结构和稳定性。以Fe2O3为模型催化剂，Cr3+的掺杂不仅促进了低氧化态Fe的形成，还增强了Fe2+/Fe3+/Fe4+的氧化还原循环，从而加速了电荷转移和界面水分子的活化。此外，Cr3+的引入还稳定了晶格氧，避免了酸性溶解。实验结果表明，FeCrO3在1.0 M KOH中表现出优异的OER性能，仅需258 mV的过电位即可达到10 mA cm-2的电流密度，并在250 mA cm-2下稳定运行超过1100小时。该策略还可应用于其他过渡金属氧化物，如NiO和Co3O4，具有工业应用的潜力。