双功能催化剂的设计和工程对电化学全水分解的发展至关重要。

有鉴于此，美国加州大学陈少伟教授和Yuan Ping等人，发现4-乙基苯基乙炔官能化的铱（Ir–C≡，直径为1.7±0.3 nm）纳米粒子在酸性和碱性介质中对析氢和析氧反应（HER和OER）均表现出显着增强的电催化活性，与封端有巯基和腈衍生物的纳米颗粒相比。

本文要点

1）通过与乙炔衍生物Ir纳米粒子的表面功能化,在酸性和碱性介质中，所制备的Ir纳米粒子均可作为HER和OER的高性能电催化剂(其碱性HER和OER活性明显优于商用Pt/C和Ir/C)。

2）与巯基（Ir–S）和丁烯封端的相比，这归因于Ir-C≡金属-配体之间的共轭键相互作用的形成，从而降低了Ir纳米颗粒的电子密度以及与关键反应中间体的相互作用。

3）实际上，Ir–C≡纳米粒子既可以用作完全水分解的阳极催化剂，也可以用作阴极催化剂，在碱性和酸性介质中的E₁₀分别仅为1.495 V和1.473V。这种性能明显优于商用Ir/C（1.548和1.561 V）。

总之，该工作突显了界面工程在高性能双功能电催化剂开发中的重要性。

参考文献：

Yi Peng et al. Organically Capped Iridium Nanoparticles as High-Performance Bifunctional Electrocatalysts for Full Water Splitting in Both Acidic and Alkaline Media: Impacts of Metal–Ligand Interfacial Interactions. ACS Catal., 2021.

DOI: 10.1021/acscatal.0c03747

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c03747