光催化分解水被认为是太阳能制备化学能反应的“圣杯”，但是光催化分解水面临着因为水/催化剂界面OER反应动力学缓慢的挑战。实验证据说明反应温度能够显著加快OER反应的动力学，但是人们对于温度增强OER反应动力学的机理并不清楚，无论是实验还是理论理解。

有鉴于此，华东理工大学王海丰等报道发现与传统的Arrhenius温度变化规律不同，首次定量的证明改变温度能够引起界面微环境的改变，微环境的变化导致形成气泡-H₂O/TiO₂(110)三相界面，这种界面显著影响OER反应动力学。

本文要点

（1）

我们通过研究发现液体-气体共同存在的状态导致形成无序和松散的氢键网络，而且阻碍质子转移通道，这种效应显著的促进生成·OH自由基以及O-O偶联反应，从而加快OER反应动力学。

（2）

此外，作者发现向TiO₂(110)表面加入疏水物质能够调节催化剂表面微环境，从而能够在不需要额外热力学能量输入的情况下改善OER反应动力学。这种现象为光催化分解水催化剂的设计和制备提供新经验和可能。

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Ren, G., Zhou, M., Hu, P. et al. Bubble-water/catalyst triphase interface microenvironment accelerates photocatalytic OER via optimizing semi-hydrophobic OH radical. Nat Commun 15, 2346 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-46749-z

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46749-z