析氯反应在生产中的应用已有百年历史。经过几次的发展，现已广泛应用于阳极上的电催化过程。然而，生产中使用的阳极含有大量贵金属，这无疑增加了成本。这为亚纳米催化剂在该领域的应用提供了契机。

近日，清华大学王定胜报道了设计了一种由碳化钛纳米颗粒负载的氧化亚纳米铱原子团簇（简称Irn-TiC）组成的氧化亚纳米团簇催化剂（OSCC），目的是通过获得合适的尖端效应（TE）和合适的O_cus原子的电子结构来降低Ir SACs（记为Ir₁-TiC）过强的电子金属-载体相互作用（EMSI）。

文章要点

1）理论结果表明，Irn-TiC上Ir物种与TiC之间的EMSI远低于Ir₁-TiC，这可能在调节O_cus原子的吸附状态中起重要作用。只有选择合适的EMSI，才能实现正确的吸附过程和较低的能垒。

2）Irn-TiC的催化效率远高于Ir₁-TiC和最新的DSA。在电流密度为10 mA cm^-2时，Irn-TiC的过电位仅为31 mV，远低于Ir₁-TiC和DSA。此外，Irn-TiC对氯的选择性约为100%，可降低电耗约20%。此外，由于Ir在Irn-TiC上的负载量仅为0.40 wt%，Irn-TiC的贵金属效率是DSA的几千倍。

3）结果表明，通过调节簇合物和单原子物种的EMSI来调节催化效率是有效的，氧化亚纳米簇合物催化剂在CER中具有较高的催化活性。总之，OSCC在氯气生产中的成功为传统化工行业带来了巨大的机遇。

参考文献

Jiarui Yang, et al, Regulating the tip effect on single-atom and cluster catalysts: forming reversible oxygen species with high efficiency in chlorine evolution reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202200366

https://doi.org/10.1002/anie.202200366