利用声动力增强技术对半金属网络进行编程，以触发自旋态重整化，从而实现高效的酸性水氧化反应

《Journal of Colloid and Interface Science》：Sonodynamic-enhanced programming of semi-metallic networks to trigger spin state renormalization for efficient acidic water oxidation

　　

Ming Meng|Yutong Jia|Jiaqing Xu|Yuzhen Li|Lang Huang|Xingtao An|Keqing Ding|Zuozheng Xu|Lizhe Liu

摘要

特定的原子排列可以有效提升酸性环境中的氧演化反应（OER）性能，但这一性能常常受到合成过程不可控因素的限制。本文提出了一种创新的声动力增强策略，突破了传统纳米结构构建的局限：通过将两种Ru/Er单元有目的地编程到耐酸的α-MnO₂基底上，构建出独特的半金属网络。在极端空化条件下，生成的自由基以及电子-声子耦合效应使得活性位点的调控变得更加容易。这种具有结构差异性的网络打破了空间对称性，从而重新调整了与自旋相关的电子占据状态，使系统倾向于从低自旋状态转变为高自旋状态。随后，活性位点和反应物的自旋电子波函数适当重叠，形成了紧密的亥姆霍兹平面；有序吸附物种引起的更强界面极化效应促进了电荷转移和反应物的快速演化。最终，自旋相关的OER动力学过程得到加速，在质子交换膜水电解器中实现了1.0 A/cm²的高电流密度，并保持了200小时的稳定性。这项工作为设计具有这种特殊耦合单元的新自旋催化剂提供了新的思路。