调节铱的配位方式以控制氧释放反应的路径

氧析出反应催化剂中Ir的配位数调控可改变反应机制，采用相变策略将ZIFs中Ir的配位数精准调控为4和6，分别合成Ir1O4–Co3O4和Ir1O6–Co3O4。前者遵循传统吸附演化机制（AEM），后者通过双金属位点晶格氧机制（DMSM-LOM）实现253 mV过电位（10 mA cm?2）和200小时超稳定性，Ir1O6–Co3O4活性比商业IrO2高17.3倍。

　　

通过调整活性位点的配位数，可以将氧演化反应（OER）的途径从传统的吸附物演化机制（AEM）转变为高活性的晶格氧机制（LOM），但目前还缺乏有效的合成方法。在本研究中，我们展示了一种相变策略，可以精确调控负载在沸石咪唑框架（ZIFs）中的铱（Ir）的配位模式。这些沸石咪唑框架经过空气煅烧后转化为两种具有不同铱配位数的Ir掺杂Co₃O₄（Ir₁O_x–Co₃O₄，其中x = 4, 6）。综合研究表明，Ir₁O₆–Co₃O₄由于具有较高的铱-氧配位数，增强了铱-氧之间的共价性，激活了晶格氧的参与，并降低了遵循双金属位点晶格氧机制（DMSM-LOM）的反应的热力学障碍；而Ir₁O₄–Co₃O₄仍遵循AEM途径。结果发现，Ir₁O₆–Co₃O₄在10 mA cm^{–2₁O₄–Co₃O₄和商用IrO₂的3.4倍和17.3倍。这项工作不仅提供了一种精确调控活性位点配位数的合成方法，还建立了配位环境与反应途径之间的直接关联，为高性能OER催化剂的合理设计提供了新的见解。}