通过界面工程设计的Fe2O3-ZnO纳米复合材料，其中包含ZnFe2O4尖晶石桥接结构，实现了高效的氧还原（OER）性能和抗菌活性

《Communications Chemistry》：Interface-engineered Fe2O3-ZnO nanocomposites with ZnFe2O4 spinel bridges for efficient OER and antimicrobial activity

　　

摘要

高效且可持续的催化剂在氧气析出和抗菌应用中具有重要意义，这些催化剂对能源转换和生物医学技术的发展至关重要。本文研究了经过界面工程处理的Fe₂O₃-ZnO纳米复合材料（其中含有ZnFe₂O₄桥接结构），并探讨了其多功能应用潜力。Fe₂O₃纳米颗粒是通过利用水牛尿液辅助的方法合成的，而Fe₂O₃-ZnO（含10-20 wt%的Fe）复合材料则是通过无溶剂固态反应制备的。XRD/Rietveld、FTIR/Raman、BET、SEM-EDS和XPS等分析方法证实了该复合材料由菱形结构的Fe₂O₃、纤锌矿结构的ZnO以及具有改良阳离子分布的界面层ZnFe₂O₄组成。Fe₂O₃在氧气析出方面表现出优异的性能：仅需142 mV的电压即可实现10 mA/cm²的电流密度，其塔菲尔（Tafel）斜率为85 mV/dec，同时具备较高的电化学活性表面积和较低的电荷转移电阻。针对α-Fe₂O₃（110）表面的密度泛函理论计算表明，*OH、*O和*OOH分子在该表面能够实现平衡吸附，其中*OH → *O的反应步骤是决定电流密度的关键步骤。抗菌实验和抗炎测试表明，这种复合材料具有显著的增强效果。这种无溶剂制备工艺成功构建了Fe₂O₃-ZnO-ZnFe₂O₄复合结构，它将高效的碱性氧气析出（OER）性能与抗菌和抗炎活性完美结合在一起。