开发用于酸性析氧反应（OER）的钌基单原子催化剂对于低成本制氢具有重要意义，但钌基催化剂在实际应用中易发生过氧化而导致失活。本研究通过简单的离子交换和后浸渍法，在分级结构的耐酸性W掺杂Co3O4纳米片阵列上合成了原子级分散的Ru单原子催化剂（RuSA/W-Co3O4 NAs）。该催化剂在10 mA cm-2电流密度下表现出198 mV的低过电位，在1.5 V（vs. RHE）下质量活性高达678 A gRu-1，并在200小时内展现出优异的稳定性，性能优于商业RuO₂催化剂。原位红外光谱和分子探针实验证实，单原子Ru作为活性位点遵循吸附质演化机制（AEM）。实验与理论计算进一步表明，W掺入Co3O4晶格后，通过Ru–O–Co桥键促进了电子从Co向Ru的转移，弱化了Ru–O键强度，优化了含氧中间体的吸附能，从而降低了决速步能垒，并有效抑制了Ru位点的过氧化，显著提升了催化活性与稳定性，为开发高性能、低成本的酸性水氧化钌基单原子催化剂提供了可行路径。

本工作的计算得到了西安工业大学高算混合云服务平台的支持，由新能源科学与技术研究院教师王新强发表在期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》（IF=21.1）。

网页链接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.126341

DOI:10.1016/j.apcatb.2025.126341