揭示小氧化物纳米粒子上氧还原反应的主要化学特性

块体化学已成功用作各种金属氧化物氧还原反应（ORR）活性的描述符。然而，随着氧化物尺寸的减小，块体化学可能不足以描述其活性。在这里，我们报告了一项对锰掺杂铁氧体 MnxFe3–xO4（x = 0.5–2.5）纳米粒子的系统研究，以及表面锰在确定其 ORR 活性中的作用。逐渐的锰替代引起了锰价态和晶体结构的变化。然而，块体化学与 ORR 活性之间没有显著的相关性。相反，发现表面锰的密度和价态在确定 ORR 中起主导作用。这项工作表明，在小粒径的情况下，氧化物的块体化学可能不是它们电化学性质的描述符。由于表面/块体比显著高，必须仔细表征表面化学以解释氧化物纳米粒子的活性。