基于光驱动水分解的太阳能燃料转换是未来能源安全和气候变化最有前途的方法之一。

近日，清华大学章名田教授报道了一系列异质双金属分子催化剂，以了解Ni/Fe协同催化水氧化中的双金属协同作用。

文章要点

1）与同双核FeFe和NiNi配合物相比，异双核NiFe催化剂在活性和稳定性方面均表现出优异的催化性能。研究人员进一步用Zn^II离子取代的异双核配合物进行构效关系分析表明，NiFe中心的Ni和Fe位点共同参与催化，缺一不可。

2）实验和计算结果表明，高价NiFe核(Ni^III(μ-O)Fe^IV)中的桥接O原子保留了自由基特性，可以与末端Fe^IV=O偶联形成O-O键。此外，高价M(μ-O)M物种中桥接O原子的自由基特征控制了O-O键形成与催化剂降解之间的竞争，这些竞争是通过从配体中直接夺取氢原子引发的。

该工作为异双金属协同机理提供了启示，对水氧化催化剂的合理设计具有有益指导作用。

参考文献

Hong-Tao Zhang, et al, Heterobimetallic NiFe Cooperative Molecular Water Oxidation Catalyst, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202218859

DOI: 10.1002/anie.202218859

https://doi.org/10.1002/anie.202218859