析氯反應(CER)對于工業Cl2生產至關重要，但強烈依賴于在鈦基底上使用尺寸穩定陽極(DSA)和大量貴重Ru/Ir氧化物。出于可持續發展的目的，減少貴金屬量和性能提高是CER陽極發展的迫切需要。
近日，上海交通大學Guangming Zhan，Yancai Yao，Lizhi Zhang報道了表面氧化鈦非晶化對于調節穩定 Ir 單原子的配位環境對于鈦整體陽極高效、持久的氯析出至關重要。
文章要點
1）實驗和理論結果揭示了在非晶態和晶態氧化鈦上分別形成了四配位 Ir1O4 和六配位 Ir1O6 位點。有趣的是，Ir1O4 位點表現出優異的 CER 性能，其質量活性分別是 Ir1O6 對應位點和 DSA 的約 10 倍和 500 倍。此外，Ir1O4 陽極在 200 小時內表現出優異的耐久性，遠遠長于其對應的 Ir1O6 陽極（2 小時）。
2）機理研究表明，Ir1O4中的不飽和Ir是析氯的活性中心，其轉變為Ir1O6中的頂配位O。活性位點的這種變化極大地影響了 Cl 物質的吸附能，從而解釋了它們不同的 CER 活性。更重要的是，Ir1O4 的非晶結構和受限制的水解離可協同防止氧氣滲透穿過 Ti 基材，從而有助于其長期 CER 穩定性。
這項研究揭示了單原子配位結構在催化劑反應活性中的重要性，并提供了一種通過表面氧化鈦非晶化制備高活性單原子 CER 陽極的簡便策略。
參考文獻
Jiaxian Wang, et al, Engineering the Coordination Environment of Ir Single Atoms with Surface Titanium Oxide Amorphization for Superior Chlorine Evolution Reaction, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c13834
https://doi.org/10.1021/jacs.3c13834
