电化学析氧反应（OER）是金属/空气二次电池、电化学（光电化学）分解水等应用中重要的半反应。然而，却因其4电子反应过程而呈现缓慢的电极反应动力学，从而制约整个反应的快速进行和相应器件的性能。研究和提高OER电极反应动力学是化学研究领域长期的基础问题之一。

自上世纪中期以来，IrOx，CoOx等非晶金属氧化物（AMO）因具有优异OER性能而得到长期研究。特别是人们发现杂质元素Fe可以显著降低OER过电位和Tafel斜率。然而，复杂组分AMO的控制合成是个极大挑战，难点在于各组分含量和分布的精确控制。传统制备复合AMO的电化学沉积方法对合成条件甚是敏感，组分难以控制，各组分比例与原料比例差别很大。最近，Smith等人以金属有机化合物为原料，发展了一种光化学沉积方法（PMOD）制备AMO电极材料（R. D. L. Smith等, Science 2013, 340, 60；J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11580；Chem. Mater. 2014, 26, 1654）。该方法组分可控性强，和原料金属离子比差别在5%以内，大大推动了AMO电极材料的发展。然而，该方法以金属有机化合物为原料，价格昂贵。另外，制备耗时长，无法做到连续生产，工业应用受限。

最近，耿保友教授课题组在国家自然科学基金和新世纪优秀人才支持计划等基金的支持下，将气溶胶喷雾装置首次应用到非晶金属氧化物电极材料的制备上，发展出一种气溶胶喷雾辅助合成方法（ASAA）来合成和优化AMO电极材料。利用金属无机盐溶液经超声雾化后形成的微滴在管式炉中的短暂飞逝分解得到非晶氧化物，并通过接收器连续收集产物。不仅可以实现对产物组分的精确控制（约5%误差，不逊色于PMOD方法），而且是一种普适的、可连续生产的方法。目前实验室自制设备的生产能力可以达到0.1g/h，具有工业化生产的潜力。并且，该方法允许使用廉价的无机盐作为原料，成本低廉。在此基础上，该课题组研究了ASAA所得的6类非晶FeNiOx复合金属氧化物电化学催化OER性能。电化学性质表现出与组分相关的规律性。Fe元素的掺杂显著改变了NiO的电化学性质和催化性能。其中性能最优的样品，OER电流密度在10 mA/cm2时过电位仅为0.286 V，Tafel斜率低至48 mV/dec，为当前文献报道中最好的结果之一。

相关结果很快被国际化学类著名期刊德国《应用化学》接受发表（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, DOI: 10.1002/anie.201404208，影响因子：13.734）。该工作获得审稿人的一致高度评价，认为“The authors present a very important work of discovering and confirming a new general methodology to produce and optimize amorphous metal oxides for electrochemical water splitting.”“This idea, born from a traditional device, is very interesting and well identified.”，被评为VIP文章（Very Important Paper）。另外，研究中还发现一些重要关联，例如金属氧化物的电化学储存电荷能力和结晶度有显著关联，电化学分解水性能和电化学储存电荷能力有显著关联等。相关研究正在深入开展。该论文第一作者为我校2013级博士研究生蒯龙。