析氧反应（OER）在可持续发展和能量转换装置中具有重要作用。遗憾的是，由于四电子/四质子跃迁，OER动力学较慢。因此开发具有高活性、高稳定性和低成本的电催化剂用于促进酸性介质中的OER具有重要意义且充满挑战性。

近日，兰州大学席聘贤教授，香港理工大学黄勃龙教授报道了一种采用共沉积方法在超薄的NiCo₂O₄多孔纳米片上制备铱单原子(Ir−SAs)（Ir−NiCo₂O₄ NSs）的新策略。表面暴露的Ir-SAs与氧空位（V_O）偶联表现出增强的催化剂OER活性和在酸性介质中的稳定性。

文章要点

1）密度泛函理论(DFT)计算表明，这种优异的OER性能源于Ir原子锚定在VO附近较低配位上的高电子交换和转移活性，这些原子通过与费米能级的重叠而具有较低的价来进行有效的电子转移。特别地，锚定的Ir−O_x活性位对防止Co价态的变化起到了很好的保护作用。同时，Ir−O_x位点还起到分流作用，可以与O和H物种结合，从而减少O和H物种在Co位点上过度结合而导致的活性中心覆盖失活。

2）从原子重排的角度看，得到的富含Ir−与VO偶联的Ir−NiCo₂O₄ NSs在酸性介质（即0.5 M H₂SO₄）中表现出较高的OER活性和稳定性。Ir−NiCo₂O₄ NSs催化剂在电流密度为10 mA cm^-2时的过电位为240 mV。值得注意的是，Ir−NiCo₂O₄ NSs在酸性介质中具有惊人的稳定性。Ir−NiCo₂O₄ NSs在j=10 mA cm⁻²时反应70 h后，过电位从1.44变为1.47 V，在酸性介质中的稳定性优于最近报道的其他催化剂。此外，由于Ir−NiCo₂O₄ NSs表面暴露了更多的Ir−O_x活性中心，在300 mV和370 mV的过电位下，其TOF值分别为1.13和6.70 s^-1。同时，由于Ir负载量较低，约为0.4 1%，Ir−NiCo₂O₄ NSs在237 mV和378 mV的过电位下具有10.0 0和2 8.89 A mg_Ir^-1的超高质量活度。

该简便合成策略制备了一种很有前途的SACs，并为其它金属基SACs的制备提供了指导。

Jie Yin, et al, Iridium Single Atoms Coupling with Oxygen Vacancies Boosts Oxygen Evolution Reaction in Acid Media, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI：10.1021/jacs.0c05050

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05050