阳离子交换反应是合成复杂结构的经典方法，但是目前人们对于阳离子交换的机理不是非常清楚，这影响了人们对阳离子交换反应的认识和阳离子交换合成的应用。

有鉴于此，厦门大学黄小青教授、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所徐勇研究员等报道通过XAS表征观测发现K₂RuCl₆和CoSn(OH)₆在溶液相进行阳离子交换反应中，发现Ru-Cl变成Ru-O/OH的现象。由于Pt-Cl无法变成Pt-O/OH，因此K₂PtCl₆和CoSn(OH)₆之间的阳离子交换无法进行。

本文要点

（1）

理论模拟计算说明Ru-O和含有Co缺陷的CoSn(OH)₆之间通过相互作用增强吸附，因此促进电子转移。在K₂RuCl₆和ASn(OH)₆ (A=Mg, Ca, Mn, Co, Cu, Zn)之间的阳离子交换，以及K₂PdCl₆/Na₃RhCl₆/K₂IrCl₆与CoSn(OH)₆之间的阳离子交换实验，验证这种机理。

（2）

阳离子交换生成的不含Pt的CoRuSn(OH)₆得到了优异的性能，质量活性达到15.0 A mg_Ru^-1，功率密度达到11.6 W mg_Ru^-1。构筑的阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）器件性能超过了商业化PtRu/C的性能（11.8 A mg_Ru+Pt^-1和9.0 W mg_Ru+Pt^-1）。这项工作首次揭示了阳离子交换法的机理，打破了经典的刻蚀-吸附机理，有助于许多不同领域的基础研究和实际应用发展。

参考文献

Shangheng Liu, Xiaocan Wang, Wei-Hsiang Huang, Qiugen Zhang, Jiajia Han, Yingtian Zhang, Chih-Wen Pao, Zhiwei Hu, Yong Xu, Xiaoqing Huang, Solvation Effect-Determined Mechanisms of Cation Exchange Reactions for Efficient Multicomponent Nanocatalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202418248

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202418248