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?天大/西交Nat. Commun.：重構(gòu)Ir-O-Mo，助力酸性水氧化！

在電化學(xué)條件下，表面重構(gòu)產(chǎn)生真正的活性物種，因此有針對(duì)性地合理調(diào)控重構(gòu)是構(gòu)建高活性催化劑的關(guān)鍵。

基于此，天津大學(xué)鄒吉軍教授和黃振峰教授、西安交通大學(xué)楊貴東教授等人報(bào)道了使用高價(jià)態(tài)Mo調(diào)控的斜方晶系Pr₃Ir_1-xMo_xO₇（xMo-PIO）作為模型來激活晶格氧和陽離子，實(shí)現(xiàn)定向和加速表面重構(gòu)，以產(chǎn)生自終止Ir-O_bri-Mo（Obri代表橋接氧）活性物種，對(duì)酸性水氧化具有高活性。結(jié)果表明，優(yōu)化后的催化劑活性最佳，過電位為259 mV，達(dá)到10 mA cm_geo^?2，比未摻雜的催化劑低50 mV，穩(wěn)定性優(yōu)于未摻雜的催化劑。

通過DFT計(jì)算，作者研究了Mo取代不同金屬位點(diǎn)的概率以及相應(yīng)的摻雜Pr₃IrO₇的幾何和電子結(jié)構(gòu)。對(duì)比Pr位點(diǎn)取代（Pr(1)為7.94 eV，Pr(2)為9.57eV）而言，Ir位點(diǎn)取代（0.25 eV）的形成能更有利，表明Mo原子更傾向于占據(jù)6個(gè)配位Ir位點(diǎn)。同時(shí)，觀察到明顯的晶格畸變。沿c軸Ir-O(3)-Ir(Mo)角的增大可能意味著Ir(Mo)-O共價(jià)的增加和晶格氧原子的活化。

通過從(Mo-)Pr₃IrO₇的總電荷密度中減去Ir、Mo、Pr和O原子的部分電荷密度，實(shí)現(xiàn)了差異。在Ir位點(diǎn)周圍觀察到明顯的電荷積累，同時(shí)在Mo位點(diǎn)周圍觀察到電荷耗盡。Bader電荷分析進(jìn)一步量化了Mo-PIO的Ir原子比PIO表現(xiàn)出更低的電荷損耗，表明電子從Mo轉(zhuǎn)移到Ir。

通過對(duì)投影態(tài)密度（PDOS）進(jìn)行積分，可得到O 2p波段中心和Ir 5d波段中心，兩者之差則表示電荷轉(zhuǎn)移能。較低的電荷轉(zhuǎn)移能表明對(duì)比PIO，Mo-PIO的Ir-O共價(jià)增加，表明晶格氧活性增加。O 2p-band中心的減小主要是由O₍₁₎和O₍₂₎引起的，而Ir-O共價(jià)的增大，有利于晶格氧的反應(yīng)性。

Reconstructed Ir-O-Mo species with strong Br?nsted acidity for acidic water oxidation. Nat. Commun., 2023, DOI:10.1038/s41467-023-39822-6.

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