Angew综述:吸附、催化剂插层含氧阴离子对OER反应的作用
纳米技术 纳米 2022-06-29

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由于OER反应对于实现低碳社会的重要性,人们对由各种各样的非活性元素(Mo, S, Se, N, P, C, Si…)构建预催化剂进行研究。从热力学角度来看,这些元素在工业量级操作过程中将发生氧化,并且生成含氧阴离子或者水溶性物种,此类过程主导了催化剂的刻蚀和重构。目前,人们发现这些热力学稳定的含氧阴离子能够吸附在催化剂的表面或者以插层物种形式分布在催化剂的层空间内,因此能够调节催化活性位点的电子结构性质,并且与OER的反应中间体进行相互作用,能够有望打破材料的OER反应*OH/*OOH标度关系。向电解液中加入含氧阴离子为发展新型OER催化剂提供新设计空间,能够用于讨论和深入研究阴离子在OER反应中起到的作用。

有鉴于此,柏林工业大学Prashanth W. Menezes等综述报道催化剂表面吸附/插层含氧阴离子在OER反应中起到的作用。

本文要点

(1)

从插层或者表面吸附的含氧阴离子物种在OER催化反应中起到的作用做总结(这种相关总结还没有在之前的文献中并没有),这些含氧阴离子与碱性条件相关催化剂(Ni-/Fe-/Co-基)的材料(氧化物/氧氢氧化物)、离子(含氧阴离子)的热稳定性有关。

(2)

首次对催化剂的主体材料结构与含氧阴离子的不同程度插层化作用进行总结,通过形成表格和总结讨论的方式研究表面吸附阴离子/插层阴离子在OER反应中起到的关键作用。最后针对这些现象之间的规律提出明确的结论,并提出未来的发展方向。

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参考文献

J. Niklas W. Hausmann,Prashanth W. Menezes, Effect of Surface-Adsorbed and Intercalated (Oxy)anions on the Oxygen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202207279

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202207279

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