为什么掺杂能提升性能？

主要观点总结

本文介绍了掺杂对物理性质（空位、相变、润湿性）、电子特性及反应路径的影响。掺杂是将掺杂剂嵌入主体材料结构中，形成具有均匀、稳定活性位点的复合催化剂的过程。掺杂对催化活性有高效调控作用，异质原子掺杂过渡金属化合物可作为优良催化剂，用于电催化中的阳极氧化反应或阴极还原反应。

关键观点总结

关键观点1: 掺杂的影响

掺杂对物理性质、电子特性和反应路径有重要影响，可优化催化活性。

关键观点2: 物理性质的影响

掺杂影响空位浓度、相变和表面润湿性。空位浓度受掺杂原子的化学计量比、离子半径和价态影响。借助空位与掺杂原子的协同作用，可改变催化剂表面结构并调制电催化反应路径。

关键观点3: 电子特性的调控

杂原子与过渡金属化合物基体的能级杂化，可调制材料的电子结构，优化催化剂与关键中间体的电子相互作用，提升催化活性。掺杂可调控电导率、电子能带结构和局部电荷分布。

关键观点4: 反应路径的调控

掺杂可调控催化剂的能级，使能级与特定反应的氧化还原电位匹配，降低过电位。同时，掺杂原子可影响反应物的吸附过程，通过设计催化剂表面结构，实现电催化中反应中间体的高效活化。