过渡金属硼化物和过渡金属硅化物的性质与化学键的共价特征密切相关。将硼和硅原子结合形成金属硼硅化合物能够形成不同的共价化学键网络和复杂的电荷分布。这种作用能够形成独特的结构和原子环境,从而影响电荷传输性能和催化活性。虽然金属硼硅化合物具有这些奇特性质,但是金属硼硅化合物的合成非常困难,人们对于金属硼硅化合物的性质缺乏理解。
有鉴于此,索邦大学David Portehault等报道通过无机molten盐作为高温溶剂通过氧化还原反应合成过渡金属硼硅化合物。
本文要点
(1)
通过原位X射线表征研究Ni6Si2B, Co4.75Si2B, Fe5SiB2, Mn5SiB2的生成过程,发现这种新型合成方法能够维持共价成键的方法,并且描绘了普遍性是合成机理。这种合成过程是通过硼配位框架内的共价化学键网络实现的。
(2)
作者发现Ni6Si2B具有优异的电催化水氧化性能。作者发现Ni6Si2B具有较高的抗腐蚀性、强稳定性、电催化活性。这种优异的性能来自三个方面:硼和硅之间相互交织的共价键网络;硼和硅能够原位形成催化层的结构;硼原子具有反馈能力因此使得过渡金属原子的电子浓度非常高。作者通过这项研究发展和丰富了高丰度元素水氧化材料。
参考文献
Daniel Janisch, Fernando Igoa Saldaña, Edouard De Rolland Dalon, Carlos V. M. Inocêncio, Yang Song, Pierre-Olivier Autran, Antoine Miche, Sandra Casale, and David Portehault*, Covalent Transition Metal Borosilicides: Reaction Pathways in Molten Salts for Water Oxidation Electrocatalysis
DOI: 10.1021/jacs.4c06074
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06074