配位化合物是具有前景的電催化OER催化劑,但是如何調節局部配位結構改善電催化OER反應動力學仍然是個挑戰。
有鑒于此,西北工業大學張秋禹教授、郭威副教授等通過羧酸陰離子和多共軛苯并咪唑配體的協同作用,調節一系列結構明確且穩定的配位化合物超分子/配位結構。
本文要點:
(1)
作為配體的水分子能夠作為潛在的開放配位位點,且能夠直接轉變為中間體,金屬中心位點能夠與H2O重新配位,避免晶格氧溶解。原位實驗和理論計算模擬表明,Ni金屬中心原子與相鄰水分子配體之間能夠發生分子內的氧耦合機理,這個機理的熱力學能壘較低。當具有更多配位水分子時,分子內的氧耦合機理的反應動力學更有優勢。
(2)
優化后能夠在10 mA cm-2電流密度實現248 mV過電勢,200 h長時間穩定性。這項研究揭示了配體水分子調控促進高效率電催化反應的前景。
參考文獻
Zhang, G., Guo, W., Zheng, H. et al. Identifying and tuning coordinated water molecules for efficient electrocatalytic water oxidation. Nat Commun 15, 10845 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-55120-1
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55120-1