综述：氧析出反应的原位和工况表征进展：机理与结构新见解

本综述系统阐述了（OER）氧析出反应机理研究的最新进展，重点介绍了原位（in-situ）和工况（operando）表征技术在解析催化剂动态行为方面的突破性应用。通过整合电化学、光谱学和显微技术，揭示了贵金属与非贵金属催化剂在酸/碱介质中的真实活性位点、中间体吸附动力学及降解路径，为设计高效稳定的OER电催化剂提供了机理指导。

　　

氧析出反应机理的多维解析

氧析出反应（OER）作为水分解制氢的决速步骤，其缓慢的四电子转移过程涉及复杂的中间态。传统吸附质演化机制（AEM）认为碱性介质中OH^?逐步脱质子形成OOH^?是关键路径，而晶格氧机制（LOM）则发现金属氧化物中的晶格氧可直接参与O₂生成。最新发现的氧化物路径机制（OPM）在钌基催化剂中观察到相邻表面氧原子直接耦合现象，突破了传统AEM的能垒限制。

原位技术的革命性突破

同步辐射X射线吸收谱（XAS）实时捕捉到IrO₂表面在OER过程中形成的高价态Ir⁵⁺活性中心，而原位拉曼光谱则直接检测到NiFe氢氧化物催化剂表面的FeO₄^2?溶解物种——这些动态分子与固体催化剂协同作用的发现，颠覆了传统固相活性位点的认知框架。环境透射电镜（ETEM）甚至直观记录了Co₃O₄催化剂表面氧空位的动态形成过程。

技术联用的协同效应

将差分电化学质谱（DEMS）与原位紫外联用，首次定量追踪了¹⁸O标记的中间体转化路径，证实了LOM与AEM的竞争关系。而扫描电化学显微镜（SECM）与原子力显微镜（AFM）的联用系统，则实现了单颗粒催化剂活性与表面形变的同步关联分析，揭示出NiOOH在1.5 V（vs. RHE）电位下的不可逆结构坍塌是导致衰减的主因。

挑战与未来方向

当前技术仍面临X射线束流诱导催化剂相变、电化学池光窗厚度影响信号采集等瓶颈。发展微流控耦合operando荧光技术、人工智能辅助的多模态数据融合将成为突破方向，特别是对于解析非晶态催化剂动态重构过程具有重大价值。这些进步将推动建立从电子结构到宏观性能的完整OER催化描述符体系。