尽管非贵金属过渡金属配合物作为氧还原反应(orr)的高效电催化剂已经引起了人们越来越多的兴趣,但其活性仍缺乏合理有效的调节。
近日,南开大学陈军院士,程方益教授,严振华报道了提出了一种d-π共轭策略,对tm-bta(tm=mn/fe/co/ni/cu,bta=1,2,4,5-苯四胺)配位聚合物的orr电催化活性进行粗略和精细调节。
要点1. 通过第一性原理计算,研究人员阐明了强d-π共轭可以提高了tm中心的dxz/dyz轨道,提高了中间体的吸附,以及加强了取代基对配体的电子调节效应。基于这一策略,研究人员发现co-tabq(四氨基苯醌)接近orr活性火山型的顶端。
要点2. 实验结果显示,在碳纳米管上合成的co原子分布的co-tabq(co-tabq@cnts)具有0.85 v时的半波电位,在0.85 v下的比电流为127 ma mgmetal-1,优于co-bta@cnts和基准的pt/c催化剂。
所合成的co-bta和co-tabq具有高活性、低过氧化物产率以及出色的耐久性等优点,有望在氧电催化中得到广泛应用。
youxuan ni, et al, regulating electrocatalytic oxygen reduction activity of metal coordination polymer via d-π conjugation, angew. chem. int. ed., 2021
doi: 10.1002/anie.202104494
https://doi.org/10.1002/anie.202104494