非均相催化剂的价电子排列可以显著影响吸收物的结合行为。然而,了解价电子排列在电催化中的作用仍然是一个挑战,这限制了其作为设计高效电催化剂的工具的应用。近日,华中科技大学Deli Wang,中科大Jinlong Yang,中国科学院高能物理研究所Lirong Zheng等报道了以富含镍空位的Ni3N作为平台,精确控制Ni活性中心的价电子排列,实现高效电催化氢氧化。
本文要点:
1)这些Ni空位可以促进OH吸附中心的价电子离域,从而增强Ni ds-O 2p价电子轨道相互作用,并提高OH吸附。
2)同时,Ni空位处H吸附中心的价电子缺失会降低Ni ds-H 1s相互作用,并是H结合能力减弱。
3)实验表明,相对于空位缺乏的Ni3N,富含Ni空位的Ni3N的质量活性提高了15倍。
该工作报道的通过微调价电子排列的策略为设计高效催化剂铺平了道路。
Xu Zhao, et al. Controlling the Valence-Electron Arrangement of Nickel Active Centers for Efficient Hydrogen Oxidation Electrocatalysis. Angew. Chem. Int. Ed., 2022
DOI: 10.1002/anie.202206588