深入了解自旋磁效應(yīng)對(duì) O?H 裂解的作用機(jī)制對(duì)于開發(fā)新型水氧化催化劑至關(guān)重要。
在此，北京師范大學(xué)Liu Lin，Zemin Sun，南開大學(xué)Zhenhua Yan設(shè)計(jì)并合成了晶體Fe-DABDT和Co-DABDT（DABDT = 2,5-二氨基苯-1,4二硫醇）并優(yōu)化了有效磁矩，以探索自旋磁效應(yīng)在水氧化調(diào)節(jié)中的作用活動(dòng)?？梢园l(fā)現(xiàn)催化劑的OER活性與其有效磁矩呈正相關(guān)。
文章要點(diǎn)
1）在外磁場(chǎng)作用下，具有更多自旋單電子的Fe-DABDT比Fe/Co-DABDT和Co-DABDT對(duì)水氧化具有更強(qiáng)的自旋磁響應(yīng)。 Fe-DABDT的OER電流增加量比Co-DABDT高近2倍。
2）實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論研究表明，磁化的Fe位點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)親核反應(yīng)，加速電子自旋態(tài)的極化，促進(jìn)OH的極性分解和O?O鍵的形成。
這項(xiàng)研究為析氧反應(yīng)的自旋磁效應(yīng)提供了機(jī)理見解，并進(jìn)一步了解催化活性的自旋起源，有望提高制氫的能源效率。
參考文獻(xiàn)
Liu Lin, et al, Spin-Magnetic Effect of d?π Conjugation Polymer Enhanced O?H Cleavage in Water Oxidation, J. Am. Chem. Soc., 2024
https://doi.org/10.1021/jacs.3c11907
