光驅動的水分裂成電子、質子和分子氧，作為將太陽能儲存到化學鍵中的第一步，引起了廣泛的研究興趣。
近日，清華大學Ming-Tian Zhang，華中科技大學Rong-Zhen Liao強調了催化劑幾何形狀對Cu2和Fe2催化劑中O?O鍵形成的影響。
文章要點
1）一系列具有不同連接基的Cu2配合物被設計作為水氧化的電催化劑。有趣的是，這些Cu2配合物的催化性能隨著其分子骨架變得更加剛性而增強，這與我們之前對Fe2類似物的研究中觀察到的行為形成鮮明對比。
2）此外，機理研究表明，橋接O原子的反應性導致Cu2和Fe2催化劑中O?O鍵形成的不同途徑。在Cu2系統中，偶聯發生在末端CuIII?OH和橋接??O?自由基之間。而在Fe2系統中，它涉及兩個末端Fe?oxo實體的耦合。此外，深入的結構-活性分析揭示了末端OH與橋接??O?自由基偶聯的空間幾何先決條件，最終導致O?O鍵形成。
總的來說，這項研究強調了精確調整催化劑的空間幾何形狀以與O?O鍵合路徑保持一致的關鍵作用。
參考文獻
Qi-Fa Chen, et al, Pivotal Role of Geometry Regulation on O?O Bond Formation Mechanism of Bimetallic Water Oxidation Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202317514
DOI: 10.1002/anie.202317514
https://doi.org/10.1002/anie.202317514
