哈尔滨工业大学与东华大学Mater. Today Catal.：非平衡热冲击合成的高熵氧化物催化剂提升氧进化反应效率

催化剂合成： 采用非平衡热冲击合成的FeCoNiCrCu高熵氧化物（FeCoNiCrCuO）与通过传统退火法制备的同类催化剂（FeCoNiCrCuO-A1和FeCoNiCrCuO-A2）进行了系统比较。
性能测试： 通过X射线光电子能谱（XPS）分析，研究表明FeCoNiCrCuO中氧空位含量显著高于FeCoNiCrCuO-A1和FeCoNiCrCuO-A2，氧空位的引入有效提升了催化剂的OER性能。具体表现为：FeCoNiCrCuO在10 mA·cm⁻²电流密度下的过电位为256 mV，远低于其他两种催化剂的280 mV和437 mV。
电催化性能： FeCoNiCrCuO催化剂的Tafel斜率为48.2 mV·dec⁻¹，显示出其电荷转移速率更快。此外，经过4000个循环伏安扫描后，FeCoNiCrCuO的过电位仅增加了13 mV，表现出良好的稳定性。

图文解读



图1展示了通过热冲击合成的FeCoNiCrCuO催化剂的结构表征结果。X射线衍射（XRD）图谱显示该催化剂具有单一的尖晶石结构，而扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）图像揭示了催化剂的微观团块状形态，尺寸范围从几十纳米到几百纳米不等。
图2则通过XPS分析了催化剂的电子结构。特别是FeCoNiCrCuO中氧空位的含量（46.9%）明显高于FeCoNiCrCuO-A1和FeCoNiCrCuO-A2，证明了氧空位对催化性能的正面影响。
图3展示了催化剂的电催化性能测试，FeCoNiCrCuO在OER测试中展现了优异的活性，过电位显著低于其他两种样品。


此外，图4通过密度泛函理论（DFT）计算深入探讨了氧空位对OER机制的影响，氧空位的存在有效降低了速率决定步骤的能量障碍。






总结与展望

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