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與堿性水電解技術相比，酸性水電解表現出更高的能量轉換效率和更快的離子遷移。然而，大多數金屬氧化物在強酸性陽極氧化過程中通常表現出較差的催化活性和較低的溶解阻力。

與Ru基催化劑相比，Ir基催化劑在酸性電解質中具有更好的電化學穩定性，但Ir基催化劑在OER中通常表現出較低的催化活性，以及Ir的超低土豐度使其價格高于其他貴金屬。因此，在開發優良的Ir基催化劑時，必須同時考慮催化活性、電化學穩定性和原子利用率等問題。

基于此，南京大學劉力哲、河海大學王沛芳和周鋼等將一些F元素引入MnO₂中作為光腐蝕中心，然后在室溫下在IrCl₃溶液中進行光驅動的陽離子交換反應，以制備出IrMnOF@Ir酸性析氧催化劑。

該項工作中設計的催化劑優點如下：

1. 引入的F元素有效地降低Mn?O鍵的鍵合強度，導致Ir陽離子有序取代，形成具有較高反應活性的Ir原子鏈，可根據實際需要控制引入的Ir含量，有效提高原子利用率；

2. Ir原子與配位F陰離子之間的鍵合作用強，有利于提高電化學穩定性；

3. 由原子無序度引起的自旋相關熵差，不僅調節了原子鏈和原子團簇之間的動態軌道重組，而且還通過減少多電子-聲子散射，提高了載流子的遷移能力。

因此，所制備的IrMnOF@Ir催化劑在酸性條件下具有優異的電化學活性，其Tafel斜率為58.3 mV dec^?1，優于商業IrO₂(95.9 mV dec^?1)催化劑；該催化劑在200 mV過電位下的質量活性為410.2 A g_Ir^?1，分別是MnOF@Ir、MnO₂@Ir和IrO₂的2.1、2.83和59.4倍。此外，IrMnOF@Ir在10 mA cm^?2電流密度下連續運行200小時而沒有發生明顯的性能下降，并且其組分和結構也沒有發生明顯變化。基于以上結果，該項工作證明通過引入動態穩定的活性位點來增強酸性OER的可行性，為設計高效穩定的酸性條件下工作的催化劑提供了思路。

Light-driven Orderly Assembly of Ir-atomic Chains to Integrate a Dynamic Reaction Pathway for Acidic Oxygen Evolution. Angewandte Chemie International Edition, 2023. DOI: 10.1002/anie.202301128

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