近些年来，大量研究成果证实负载型催化剂中有效金属成分与载体之间的协同效应可以显著提升催化性能。众所周知，这类催化剂中的载体通常对相同反应也具备一定催化活性，但目前很少有人去全面研究负载的高活性成分对载体表面催化特性或行为的影响、或者载体对催化剂整体性能（活性、稳定性等）提升的贡献，而只关注有效金属成分。因此，同时从活性金属成分和载体两个角度出发，充分认知负载型催化剂完整的催化反应机制，对精准开发、设计高效催化剂具有重要意义。

近日，中国科学院长春应化所徐维林团队与大连化物所肖建平团队及中国科学技术大学姜政团队合作，以CoFe-LDH纳米片为载体，再负载单原子铱（Ir）的方式，构建了Ir/CoFe-LDH/rGO高性能OER电催化剂。以该电催化剂为理想模型，从活性金属Ir单原子和载体两个角度，结合DFT理论计算和有限元模拟，首次实现了对负载型OER电催化剂高活性、高稳定性催化机制或起源的更深刻完整认识。

首先从实验层面出发，通过构建活性，稳定性以及各组分金属溶出速度之间的关系，发现单原子Ir的引入可抑制载体活性组分Fe的溶出，从而表现出更高的稳定性，其它Fe基LDH体系也有相同现象。

该团队利用DFT理论计算证实了Ir是Ir/CoFe-LDH/rGO中主要OER活性位点，活性顺序为：Ir>Fe>Co，并且Ir可以降低其附近Fe位点的活性，提高其稳定性。然而，由于Ir原子在载体表面覆盖度极低，许多Fe位点与Ir位点相距甚远，Ir对这些Fe位点的本征活性或稳定性的影响可以近似忽略。如果没有其它影响存在，在真实的反应环境下，这些远离Ir原子的Fe位点应该与CoFe-LDH/rGO上的Fe位点一样发挥OER作用，从而发生快速溶解，但实验结果表明：Ir负载后载体上Fe的稳定性得到了大幅提升，也即：远离Ir位点的Fe的稳定性表观上也在Ir的影响下得到了改善。这与预期不符！

为了解释实验上观测到的远离Ir位点的Fe的稳定性增强或溶出受到抑制，该团队采用有限元模拟获取了OER过程中Fe和Ir位点上OER反应物OH^–浓度的变化，结果发现，高活性Ir位点上快速的OH^–消耗导致远处Fe位点上的OH^–浓度大幅降低，从而大大降低Fe位点上的OER频率，让Fe位点变得相对“悠闲”，进而表现出更高稳定性。

这些关于主要活性成分和载体之间完整相互作用的新发现原则上适用于各类负载型催化剂，能为其催化机制提供更深入完整的理解，对精准开发、设计高效催化剂具有重要意义。