苏黎世JACS：分解纳米级钴氧化物催化剂的析氧反应：最强的性能，最小的努力

析氧反应（OER）是人工光合作用的关键瓶颈步骤，也是可再生能源研究的重要课题。因此，对稳定、高效、经济的水氧化催化剂（WOCs）的需求量很大，而钴（Co）基纳米材料是很有希望的目标。

近日，瑞士苏黎世大学Greta R. Patzke（通讯作者）等人报道了他们解决了钴（Co）辅助可见光驱动的水氧化的两个关键的开放性问题：是什么使简单的Co基沉淀物具有如此高的活性，以及我们在多大程度上需要Co-WOC设计？

作者从Co(NO₃)₂开始生成前体沉淀物，该沉淀物在光催化过程中转化为高活性WOC，采用优于最先进Co催化剂的[Ru(bpy)₃]²⁺/S₂O₈^2-/硼酸盐缓冲标准分析。通过多种表征技术进行监测这些纳米Co催化剂的结构转变。

结果表明，沉淀后的催化剂没有完全转变为非晶态的CoO_x材料，但具有一些结晶特征。从沉淀到无序Co₃O₄材料的转变在约1 min内进行，随后在前10 min内进一步转化为高活性无序CoOOH。

在非催化条件下，前体直接转化为CoOOH。此外，快速沉淀和分离提供了一种高活性的前催化剂，在可见光驱动的[Ru(bpy)₃]²⁺/S₂O₈^2-分析中，水氧化的O₂产率高达91%，优于各种精心设计的含钴WOCs。

因此，作者证明了高性能Co基OER催化剂确实可以轻松地从有利于在所有八面体环境中形成Co(III)中心的自优化过程中脱颖而出，从而为新的低成本维护流体化学OER工艺铺平了道路。

Unraveling Nanoscale Cobalt Oxide Catalysts for the Oxygen Evolution Reaction: Maximum Performance, Minimum Effort. J. Am. Chem. Soc., 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c03375.

https://doi.org/10.1021/jacs.1c03375.

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苏黎世JACS：分解纳米级钴氧化物催化剂的析氧反应：最强的性能，最小的努力

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