国家级高层次人才！武理工木士春又发表Angew.！

第一作者：Ding Chen

通讯作者：木士春

通讯单位：武汉理工大学

论文速览

由于配体和集合效应，轻原子的间隙填充极大地影响了母体催化剂的电子结构和吸附性质。与传统掺杂和表面改性不同，构建有序的金属间化合物结构更有望通过原子周期排列产生的强相互作用克服活性位点的溶解和重构，实现催化活性和稳定性的共同提升。然而，对于紧密排列的金属晶格，如铱（Ir），获得有序填充原子并进一步揭示其间隙效应仍然受到高度激活过程的限制。

本研究通过高温熔盐辅助策略成功制备了有序填充轻硼（B）原子的金属间化合物Ir-B（IrB1.1）。硼原子在Ir的间隙晶格中通过供体-受体结构构成有利的吸附表面，具有析氧反应（OER）速率决定步骤（RDS）的最佳自由能上升，从而增强了活性。

同时，Ir-B结构单元的强耦合抑制了Ir的脱金属和重构行为，确保了催化稳定性。IrB1.1的B诱导间隙效应使其在质子交换膜水电解槽（PEMWEs）中的OER性能优于商业IrO2。

图文导读

图1：合成和结构表征。

图2：催化剂的电子结构表征。

图3：酸性OER性能。

图4：PEMWE器件的性能。

图5：活性提高的机理。

图6：DFT计算。

总结展望

本研究通过高温熔盐辅助策略成功制备了有序填充轻硼原子的金属间化合物IrB1.1，并揭示了硼诱导的间隙效应对提高催化剂活性和稳定性的重要性。实验结果表明，IrB1.1在酸性介质中的OER活性和稳定性均优于商业IrO2。

通过DFT计算和原位检测技术，进一步揭示了IrB1.1中RDS的能垒降低和Ir的脱金属能量提高是其OER活性和稳定性提高的主要原因。本工作不仅为构建具有平衡活性-稳定性的电催化剂提供了见解，而且对间隙效应的揭示对于设计更多功能性催化剂也具有重要意义。

文献信息

标题：Boron-Induced Interstitial Effects Drive Water Oxidation on Ordered Ir-B Compounds

期刊：Angewandte Chemie International Edition

DOI：10.1002/anie.202407577