用于氧还原反应（ORR）的钯基材料的活性位点密度、本征活性和耐久性对其在工业能源设备中的应用至关重要。

近日，南京师范大学Gengtao Fu，中国林业科学研究院林产化学工业研究所Kang Sun利用稀土金属有机框架构建了一系列碳基稀土（RE）氧化物（Gd₂O₃、Sm₂O₃、Eu₂O₃和CeO₂），通过Pd-RE_xO_y界面相互作用来调节Pd位点的ORR性能。

文章要点

1）以Pd-Gd₂O₃/C为代表，发现Pd和Gd₂O₃之间的强耦合诱导了Pd-O-Gd桥的形成，从而触发Pd和Gd₂O₃的电荷重新分配。

2）筛选的Pd-Gd₂O₃/C表现出令人印象深刻的ORR性能，具有高起始电位(0.986 V RHE)、半波电位(0.877 V RHE)和出色的稳定性。Pd-Sm₂O₃/C、Pd-Eu₂O₃/C和Pd-CeO₂/C催化剂也有类似的ORR结果。

3）理论分析表明，Pd和Gd₂O₃之间的耦合通过Pd-OGd桥促进电子转移，从而诱导Pd-*OH的反键轨道占据，从而优化ORR速率决定步骤中*OH的吸附。pH依赖性微动力学模型表明，Pd-Gd₂O₃接近ORR的理论最佳活性，在相同条件下优于Pt。凭借在ORR方面的优势，Pd-Gd₂O₃/C作为空气正极在锌空气电池中表现出优越的性能，这意味着其优异的实用性。

参考文献

Shuwang Ning, et al, Importing Antibonding‐Orbital Occupancy through Pd-O-Gd Bridge Promotes Electrocatalytic Oxygen Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314565

DOI:10.1002/anie.202314565

https://doi.org/10.1002/anie.202314565