表面重构在电化学条件下会产生真实的活性物种,合理的、有针对性的调控重构是构建高活性催化剂的关键。
在这里,天津大学Ji-Jun Zou,Zhen-Feng Huang,西安交通大学Guidong Yang使用高价Mo调制的正交Pr3Ir1−xMoxO7作为模型,活化晶格氧和阳离子,实现定向和加速的表面重构,生成对酸性水氧化具有高活性的自端Ir-OBri-Mo(Obri代表桥氧)活性物种。
文章要点
1)掺杂的Mo不仅由于优化的Ir-O共价性和Pr更容易溶解而加速了表面重建,而且由于Mo缓冲电荷补偿而提高了耐久性,从而防止了Ir的剧烈溶解和过多的晶格氧损失。
2)因此,可以定向生成Ir-Obri-Mo物种,在该物种中,残留的Mo诱导Obri的强Brnsted酸性有助于氧中间体的脱质子,遵循桥氧辅助的脱质子途径。因此,优化后的催化剂具有最好的活性,其过电势为259 mV,达到10 mA cmgeo−2,比未掺杂的催化剂低50 mV,且稳定性提高了20h以上。
这一工作提供了一种在IrOx物种中构建强Brnsted酸中心的定向表面重建策略,展示了在现场真实反应条件下靶向制备电催化剂的前景。
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Chen, S., Zhang, S., Guo, L. et al. Reconstructed Ir‒O‒Mo species with strong Brønsted acidity for acidic water oxidation. Nat Commun 14, 4127 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-39822-6
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39822-6