全面了解氧进化反应(OER)的发展是至关重要的高效催化剂,可以发挥至关重要的作用在各种电化学阳极反应可再生能源转化为燃料。
OER涉及多个质子/电子转换过程。O−H键乳沟是一个吸热过程,激活O−H键与O−O键的形成是一个特别的挑战,由于质子比电子重得多,OER的速度可能是由质子的速度运送。因此,有效的激活O−H键的水和界面的加速度质子传输速率的速率决定步骤(RDS)催化水氧化反应对高效OER是重要的催化剂。
在自然界中光系统II,一些氨基酸残基与水分子之间的氢键网络源自oxygen-evolving催化剂的中心,并产生质子迁移通道。在许多人工催化系统,安装的官能团为质子电子给体或受体(即。质子,质子继电器捐赠为质子还原反应或去除氧化)接近催化剂的活性中心活动干涉催化反应的速率决定顺序。
改善催化性能,作者介绍了nonafluoro-1-butanesulfonate作为阴离子的层间Ni-Fe层状氢氧化物。有趣的是,和FBS-intercalated Ni-Fe氢氧化催化剂在碳纤维纸基板上展出优秀electrocatalytic OER性能的超电势马200 mV在10厘米−2。它还显示一个超低塔费尔坡25.8 mV 12月−1在一个1.0 KOH溶液。此外,它与镍铁水滑石对pH-dependent动力学的结果,氘动力学同位素效应(黄铁矿)和电化学探针分析,表明亲核的哦−的表面氧化物种亲电攻击NiFe-FBS和NiFe-LDH发挥了重要作用提高反应速率。此外,质子库存,以及原子的质子转移(APT) NiFe-FBS行为,证明了磺酸盐组的边后卫作为质子继电器、加速RDS的质子转移。因此,这项研究的结果提供了一个战略加强OER通过引入有机催化活性组(阴离子)Ni-Fe夹层的层状氢氧化物加速质子转移。
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西城李,李FS, YL赵,李YZ, H, C Liu K风扇,PL, Y, LC太阳。促进氧进化倪−铁层状氢氧化物的催化性能通过引入一个质子转移中介阴离子。科学。中国化学,2021,DOI: 10.1007 / s11426 - 021 - 1178 - y
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