具有100%活性中心的单原子催化剂（SACs）在催化析氧反应（OER）中具有良好的应用前景。然而，进一步提高OER的催化活性极具挑战性，尤其是对于过电位不足180 mV的稳定的SACs而言。

近日，南方科技大学谷猛，宾夕法尼亚大学Joseph S. Francisco报道了通过一种简单的自上而下磷化过程在磷化镍上进行铱单原子掺杂（IrSA-Ni₂P）。

文章要点

1）实验结果表明，当电流密度为10 mA cm⁻²时，IrSA-Ni²P催化剂的OER过电位仅为149 mV。密度泛函理论（DFT）计算表明，这归因于OER中间物种在Ir−O−P/Ni−O−P配位上的优化吸附和脱附。

2）为了进一步阐明IrSA-Ni²P催化剂中SACs的形成机理，研究人员用透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）跟踪了磷化过程中Ir-金属壳层在Ni_xP_y上形成分散均匀的Ir单原子的动态原子化过程的原子和电子结构特征。

3）研究人员还扩展了合成路线，实现了用Ru、Rh、Au等单原子修饰Ni₂P。

这种具有优异OER性能的IrSA-Ni₂P催化剂使得人们能够深入了解OER的催化途径和新的单原子形成机理。

参考文献

Qi Wang, et al, Single Iridium Atom Doped Ni₂P Catalyst for Optimal Oxygen Evolution, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c04682

https://doi.org/10.1021/jacs.1c04682