氧空位在析氧反应(OER)中起着至关重要的作用。然而,氧空位产生的活性位点不可避免地受到其缩合和消除反应的限制。为了克服这一限制,本文提出了一种新颖的光电重构策略,将原子分散的Cu掺入超薄(约2-3分子)的非晶氢氧化物(a-CuM,M = Co、Ni、Fe或Zn)中,促进重构氢氧化物的去质子化,生成高价态的Cu。原位XAFS结果和第一性原理计算结果显示,在OER过程中,由于Jahn-Teller畸变,Cu原子能稳定在高价态,从而产生对位型双氧空位作为原位下稳定的催化位点。其中最佳的a-CuCo催化剂在300 mV的过电位下显示出3404.7 A g-1的超高质量活性,优于同类型氢氧化物和氧化物催化剂。这种光电重构策略开辟了一条通过高价Cu单原子位点构建原位下稳定氧空位的新途径,扩展了创建原位下稳定活性位点的设计规则。
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Zhi Cai, Lidong Li, Peijia Ding, Dawei Pang, Mingyuan Xu, Ziyan Xu, Jianxin Kang, Tianqi Guo*, Gilberto Teobaldi, Zhongchang Wang, Li-Min Liu*, Lin Guo*. High-Valence Cu Induced by Photoelectric Reconstruction for Dynamically Stable Oxygen Evolution Sites. J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 28, 19295–19302.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04975