王炯/ 王昕Angew：还原氧化石墨烯中氧化磷稳定高价分子钴位以增强析氧催化

第一作者：Jiahui Yang、 Guoliang Dai

通讯作者：王炯、 王昕

通讯单位：苏州大学、香港城市大学

　　非均相分子钴(Co)位点是碱性溶液中电化学析氧反应(OER)的一类经典催化位点。在OER事件发生前和发生过程中，Co2+、Co3+和Co4+态与OH−/H+相互作用耦合达到了动态平衡。由于Co2+位点的出现不利于OER循环，因此高价Co位点的稳定化使其远离平衡变得至关重要，并被提出作为提高OER的新策略。

　　在本研究中，磷(P)原子被掺杂到还原的氧化石墨烯中，以连接分子Co2+乙酰丙酮，合成一种新型的非均相分子催化剂。

要点1.本研究采用常见的水热法合成了多种P掺杂的还原性氧化石墨烯样品，并将掺入的POx物种用于简单Co2+乙酰丙酮酸(Co(acac)2)的连接，生成了一系列Co基HMCs。调整了P杂原子的氧化水平。结果发现，PO(OH)2键促进Co位点电子缺陷。

要点2.作者利用PECT的性质，这些连接的Co位点在KOH溶液中通过OH−离子耦合在开路条件下自发地从2+态氧化到3+态。因此，Co位点在OER之前稳定在3+状态，与具有2+初始状态的位点相比，具有内在提高的OER活性。在过电位为0.35 V时，Co位点的转换频率高达0.87 s-1。

图1：Co分子位的结构表征。

图2：调整Co分子位的氧化态。

参考文献：Xin Wang, Jiahui Yang, Guoliang Dai. et al. Stabilization of High-Valent Molecular Cobalt Sites through Oxidized Phosphorus in Reduced Graphene Oxide for Enhanced Oxygen Evolution Catalysis. Angew. (2024).

文献链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416274

信息来源：催化进展

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