【催化】北科大秦明礼、贾宝瑞/日本东北大学李昊JACS：高密度钨单原子打破二维尖晶石氧化物的结构刚性...

主要观点总结

本文报道了一种通用的氧空位锚定策略，用于制备4d/5d过渡金属单原子掺杂的二维氧化物材料，以实现高效稳定的OER催化性能。通过pH诱导的金属团簇水解方法，成功合成氧化物的二维单原子材料。以W-Co3O4为例，展示了该策略的有效性。该催化剂在碱性环境下表现出优异的OER催化性能，稳定性长达290小时。通过理论计算和实验测量，揭示了W单原子对催化剂性能提升的机理。此外，该催化剂在锌空电池和AEMWE中的应用表现出良好的性能。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

OER催化剂的性能对催化剂的组成和结构设计提出了挑战。

关键观点2: 研究方法

提出了一种通用的氧空位锚定策略，通过pH诱导金属团簇水解的方法，合成氧化物的二维单原子材料。

关键观点3: 研究成果

以W-Co3O4为例，展示了该策略的有效性。合成的催化剂在碱性环境下表现出优异的OER催化性能，稳定性长达290小时。

关键观点4: 作用机理

W单原子占据尖晶石结构中的八面体金属位点，促进电解质中OH−离子的吸附，打破Co3O4的表面结构完整性，推动其表面重构为OER活性羟基氧化物。理论计算与XAS测量揭示了W单原子对催化剂性能的提升机理。

关键观点5: 实际应用

该催化剂在锌空电池和AEMWE中的应用表现出良好的性能，为实际应用提供了潜力。