【催化】乔世璋团队Angew. 非金属单碘原子电催化剂高效析氢

通讯作者：乔世璋

通讯单位：阿德莱德大学

单原子催化剂（SACs）由于其具有最大的原子利用率，显着的催化活性和优异的反应选择性而引起了人们的极大关注，且在ORR，HER，CO2RR，NRR等反应中具有巨大的应用前景。目前可通过多种合成策略来获得SAC，包括原子层沉积法，缺陷工程和空间限域等方法。然而，这些方法通常需要昂贵的设备且步骤繁琐，不利于实际应用。此外，目前合成的大多数SAC是金属原子，而非金属型SAC很少被报道。因此，使用简单的技术开发非金属SAC及其在电催化中的应用对于该领域是有意义的。

成果一览

澳大利亚阿德莱德大学的乔世璋团队报道了具有原子级分散的碘原子电催化剂（SANi-I）的制备及其HER机理的探索。碘化镍前驱体在真空密封的安瓿瓶中通过简单的煅烧合成；在碱性溶液中经过循环伏安扫描活化，NiI中过量的碘原子被氧原子和氢氧根离子取代后制得分散在氢氧化镍上的非金属碘单原子催化剂。该催化剂通过碘原子有效吸附析氢反应中间体表现出优异的HER活性以及良好的稳定性。

图文导读

图1 SANi-I催化剂形貌结构表征

图2 SANi-I催化剂精细结构表征

图3 SANi-I催化剂电化学性能表征

图4 SANi-I催化剂原位Raman图

本文通过简单的安瓿瓶煅烧的合成方法合成碘化镍前驱体，然后利用循环伏安扫描活化制备得到非金属碘单原子电催化剂。

通过原位拉曼光谱研究表明，该催化剂中单个碘原子分散在块状氢氧化镍基底上，被氧原子分离；反应时观察到碘氢键，这表明碘原子和相邻的镍可以通过形成I-Hads中间体来加速水的解离吸附。这项工作为设计和制备非金属单原子电催化剂提供新思路。

文献信息

Non-metal Single Iodine Atom Electrocatalysts for the Hydrogen

Evolution Reaction

(Angewandte Chemie International Edition，2019，DOI: 10.1002/anie.201905554)

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201905554