日期：
来源：催化计收集编辑：学研汇
1. Angew：氟填充氧缺陷提高ZnCo2O4的OER性能发展高效的OER电催化剂是个非常大的挑战，需要从机理和材料设计两个方面进行优化。通常晶格氧化机理LOM（lattice oxidation mechanism）的热力学能垒比吸附质产氧机理AEM（absorbate evolution mechanism）的能垒更高，LOM机理能够克服一些局限性。但是控制OER反应的机理不经由AEM路径需要从催化剂的本征性质着手，因此具有非常大的困难和挑战。有鉴于此，广州大学刘兆清（Zhao-Qing Liu）等报道通过F阴离子修饰在ZnCo2O4的氧空穴，因此能够通过调控电子结构实现控制OER催化反应机理。要点1. 理论计算结果说明F掺杂能够提高O 2p中心的能带位置，活化具有氧化还原功能的晶格氧，因此使得反应遵循LOM机理。此外，F具有较高的电负性，有助于平衡残留基团的质子化，稳定催化剂的结构。要点2. 电催化剂在10 mA cm-2过电势为350 mV，OER的机理通过LOM进行，而不是AEM机理。通过ZnCo2O4-xFx作为电极催化剂构筑Zn-空气电池，能够稳定的充放电300 h。这项工作有助于发展基于LOM机理的催化剂改善OER电催化的活性和稳定性。Zhao-Qing Liu, Kang Xiao, Yifan Wang, Peiyuan Wu, Liping Hou, Activating Lattice Oxygen in Spinel ZnCo2O4 through Filling the Oxygen Vacancies with Fluorine for Electrocatalytic Oxygen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202301408https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2023014082. Angew：光驱有序组装Ir原子链整合酸性析氧动力学反应途径水分解可以被认为是利用丰富的可再生电力生产氢气的理想策略。然而，放氧反应(OER)中缓慢的四电子动力学过程的困难和催化剂在酸性条件下的快速降解是需要克服的挑战。基于广泛接受的认识，酸性电解液的质子交换膜电解槽比碱性电解槽有很大的优势。酸性水电解法具有能量转换效率高、离子迁移速度快、负荷种类多等优点。可以使用各种金属氧化物或钙钛矿作为催化剂来提高OER性能。不幸的是，大多数已报道的金属氧化物在苛刻的酸性阳极氧化过程中通常表现出较差的催化活性和较低的抗溶解能力。与Ru基催化剂相比，Ir基催化剂在酸性电解液中具有更好的电化学稳定性，这是因为反应物与金属反应中心之间的键合作用较弱。然而，Ir基催化剂在OER中通常表现出较低的催化活性。近日，河海大学Gang Zhou，南京大学Lizhe Liu提出了一个有趣的光驱动原子组装策略，以有序配置反应位点的分布，以优化自旋熵相关的轨道相互作用和从电催化剂到中间体的电荷转移。要点1. 在此，引入的氟(F)原子作为MnO1.9F0.1中的光腐蚀中心，有效软化了IrCl3溶液中Mn-O键的键合相互作用。要点2. 由于Ir原子链和团簇的共存，部分Mn原子可以被连续替换以形成具有自旋相关低熵的有序原子杂化催化剂。
要点3. 与时间相关的元素分析表明，Ir团簇在酸性析氧过程中的动态溶解/再沉积导致反应途径的重新整合，以寻求具有较低活化能的可切换限速步骤。
Zuozheng Xu, et al, Light-driven Orderly Assembly of Ir-atomic Chains to Integrate a Dynamic Reaction Pathway for Acidic Oxygen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202301128DOI: 10.1002/anie.202301128https://doi.org/10.1002/anie.202301128加微信群方式：添加编辑微信18065920782，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR