地球上生命的关键催化反应之一是水氧化为分子氧，发生在含锰簇介导的光系统II（PSII）的析氧复合物中。在这一研究领域中，大量的努力包括开发高效的人工锰基析氧反应(OER)催化剂。使用人工的OER催化剂对有机底物进行选择性氧化以生产增值化学品是一个值得追求的目标。然而，不理想的催化性能和较差的稳定性一直是人工PSII类似物领域的根本瓶颈。

有鉴于此，柏林工业大学Matthias Driess,Prashanth W. Menezes和德国柏林自由大学Ivelina Zaharieva等人，首次开发了一种锰基阳极材料，以结合电催化水氧化和有机物的选择性氧化，实现迄今为止报道的最高效率。

本文要点

1）介绍了一种结构灵活、可扩展的碱金属锰BPOs作为新的阳极前驱体材料，适用于碱性水氧化，与迄今为止报道的其他已知的锰基催化剂相比，它具有最佳的催化性能。

2）结合使用了原位拉曼和准原位X射线吸收（XAS）以及非原位位方法；并明确揭示了活性催化结构，阴离子部分结构(BPO)对性能以及演化出的Mn‐催化剂的电化学性能的作用。

3）此外，活性锰催化剂表现出稳定且持续的耐久性（> 5个月），这归因于其表面意外转变为无定形MnOx相，并具有水钠锰矿般的短程有序和在扩展电偏压下具有表面稳定的Mn^III位点，这对于碱性OER中的任何锰基催化剂而言都是前所未有的，甚至可以与迄今为止报道的最佳活性镍铁基催化剂相比。除了有效的水氧化，首次证明了锰基（预）催化剂还可以在碱性条件下与有机底物和OER的电化学选择性氧化结合。

参考文献：

Prashanth W. Menezes et al. Combination of Highly Efficient Electrocatalytic Water Oxidation with Selective Oxygenation of Organic Substrates using Manganese Borophosphates. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202004098

https://doi.org/10.1002/adma.202004098