2011年报道的α-[Fe(mcp)(OTf)₂] 催化剂能够在牺牲剂氧化剂作用中进行水氧化反应，但是由于该催化剂中需要使用化学氧化剂，电化学催化相关机理研究对该催化剂的反应机理的理解非常重要。有鉴于此，赫罗纳大学Miquel Costas、巴塞罗那科学技术学院Julio Lloret-Fillol、莱顿大学Dennis G.H. Hetterscheid等报道了在酸性、中性环境中研究α-[Fe(mcp)(OTf)₂]催化剂的电化学。

本文要点：

（1）

结果显示，α-[Fe(mcp)(OTf)₂]催化产氧反应过程通过均相物种进行，但是结构类似的Mn基催化剂在电极表面沉积异相分子。

（2）

反应机理研究结果显示，该反应的决速步骤和以往报道的含有氧化剂相关反应不同。通过动力学同位素效应（KIE）实验结果显示，在pH 7、pH 1中电化学同位素效应KIE分别为~10、1，说明在该反应中反应条件的变化对反应决速步骤有显著影响。

（3）

基于此，作者提出反应机理，在中性溶液中反应通过质子耦合电子转移机理，在pH 1酸性溶液中应该通过电子转移机理。

参考文献

Silvia D’Agostini, Konstantin G. Kottrup, Carla Casadevall, Ilaria Gamba, Valeria Dantignana, Alberto Bucci, Miquel Costas*, Julio Lloret-Fillol*, and Dennis G.H. Hetterscheid*, Electrocatalytic Water Oxidation with α-[Fe(mcp)(OTf)₂] and Analogues, ACS Catal. 2021, 11, 2583–2595

DOI: 10.1021/acscatal.0c05439

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05439