在人工光合作用的背景下，析氧反应（OER，2H2O→O2+4H++4e-）是一个特别具有挑战性的反应，从热力学上讲，整个水的分解是向上的，利用来自阳光的能量，可以直接将太阳能储存在化学燃料中。由于形成O-O键的多步电子/质子转移过程中遇到的困难导致缓慢的反应动力学，因此需要活性和坚固耐用的催化剂来降低这一能垒，并在水介质中促进高活性的快速水氧化反应。
近日，南京大学于振涛教授，汕头大学陈广慧教授开发了一种稳定的水溶性钴配合物，它由双阴离子2,2‘-([2,2’-bipyridine]-6,6‘-diyl)bis(propan-2ol)配体支架支撑，这是一个罕见的高氧化物种，结构、光谱和理论数据都证实了这一点。
文章要点
1）电子顺磁共振(EPR)谱和磁化率测量表明，固态单核配合物的CoIV中心处于高自旋态（六重态，S=5/2）。
2）在pH为6的磷酸盐缓冲溶液中，该配合物能有效地催化水氧化，其过电位仅为360 mV。
3）研究人员通过理论计算推测了水氧化的关键中间体，并通过原位光谱电化学实验对其进行了鉴定。
本工作为高氧化态金属化学的研究提供了一个清晰、稳定、易于制备的分子模体，也可能为将来的催化剂设计提供一定帮助。
参考文献
Yun-Fei Su, et al, A Water-soluble Highly Oxidizing Cobalt Molecular Catalyst Designed for Bioinspired Water Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202201430
https://doi.org/10.1002/anie.202201430
