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(純計算)山東大學(xué)魏巍/戴瑛團(tuán)隊Small: 調(diào)整配位微環(huán)境以提高水電解和氧還原活性

時間：2023-02-07 來源： 瀏覽：

(純計算)山東大學(xué)魏巍/戴瑛團(tuán)隊Small: 調(diào)整配位微環(huán)境以提高水電解和氧還原活性

暗夢飄逸醉月 科研任我行
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聚焦于最新科技論文解讀、DFT計算方法、科研趣事等。

收錄于合集
2023年1月11日，Small在線發(fā)表了山東大學(xué)魏巍和戴瑛教授課題組的研究論文，題目為《Tuning the Coordination Microenvironment of Central Fe Active Site to Boost Water Electrolysis and Oxygen Reduction Activity》。

在多相催化中，單原子催化劑是許多反應(yīng)的前沿和重要原型，揭示其內(nèi)在的構(gòu)效關(guān)系 是 目前 一項關(guān)鍵任務(wù) ，但其仍具有挑戰(zhàn)性。在此研究中， 通過第一性原理計算，作者 研究了Fe-卟啉中FeXYiN3-i (X、Y=B、C、O、P和S；i=0、1)的水電解和氧還原性能，旨在闡明調(diào)整活性金屬原子的配位微環(huán)境是如何以及為什么能提高催化活性 。 可以得出結(jié)論的是， 打破配位 殼層 對稱性打破了公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)度關(guān)系，調(diào)整了*O的吸附行為，從而優(yōu)化了析氧反應(yīng)(OER)的活性 ，例如， 達(dá)到0.17 V的超低過電勢 。結(jié)合Fe原子自旋構(gòu)型和配體場理論，可以很好地解釋OER活性的顯著提高。本文強調(diào)了中心金屬原子配位微環(huán)境在電催化研究中的重要意義。

圖1 配位結(jié)構(gòu)和形成能
圖2 HER過電勢和火山曲線
圖3 ORR/OER 過電勢和吉布斯自由能
圖4 Fe-3d軌道構(gòu)型、COHP和PDOS

圖5 ORR過電勢和 火山 曲線

【 論文鏈接 】
Wang, S., Huang, B., Dai, Y. et al. Tuning the Coordination Microenvironment of Central Fe Active Site to Boost Water Electrolysis and Oxygen Reduction Activity. Small , 2023 , 19, 2205111. https://doi.org/10.1002/smll.202205111

【其他相關(guān)文獻(xiàn)】

[1] Zhang, J., Zhao, Y., Chen, C. et al. Tuning the Coordination Environment in Single-Atom Catalysts to Achieve Highly Efficient Oxygen Reduction Reactions. J. Am. Chem. Soc ., 2019 , 141, 20118-20126. https://doi.org/10.1021/jacs.9b09352
[2]  Yuan , K ., Li , L ., Shuai , L . et al.  Boosting Oxygen Reduction of Single Iron Active Sites via Geometric and Electronic Engineering: Nitrogen and Phosphorus Dual Coordination .  J. Am. Chem. Soc .,  2020 ,  142 ,  2404-2412 . https://doi.org/ 10.1021/jacs.9b11852

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