创新的双金属材料为进一步提高析氧反应（OER）电催化剂的性能提供了更多可能。然而，由于缺乏实用的方法将活性位点固有活性的影响因素与其他因素解耦，因此合理设计双金属催化剂仍然是一个巨大的挑战，从而阻碍了对协同效应机制的深入理解。天津大学胡文平教授、雷圣宾教授，江西师范大学高雪皎教授和国科温州研究院杨玲通过Langmuir-Blodgett (LB)方法制备了一系列具有空间明确金属位点和不同配位环境的双金属Ni、Co二维聚合物（M1TAPP-M2
(M1,2=Ni, Co)-2DPs），并利用两种金属之间的协同效应在电催化OER中进行了研究。结果证实，相对位置和局部配位环境对双金属中心的协同效应有显着影响。在500 mV的过电位下实现了最高的电催化活性，转换频率值高达26.19 s-1。相关工作以“Spatial Well-defined Bimetallic Two-dimensional Polymers with Single
Layer Thickness for Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。
要点1. 双金属M1TAPP-M2-2DPs(M1,2=Ni,Co)2DPs明确的原子结构和相同数量的活性位点密度和单层特性使材料内和材料间电荷传输、活性位点数量和特定表面积等因素的影响与固有活性脱钩，进一步探索金属位点的空间位置和配位环境与这些材料的内在活性的关系，专注于结构-属性关系的研究。要点2. 电化学表征证实异质双金属CoTAPP-Ni-2DP表现出最优异的性能，在500 mV的过电位下实现了最高的电催化活性，转换频率值高达26.19 s-1。而NiTAPP-Co-2DP仅表现出中等活性。这表明相对位置和配位环境会影响双金属中心的协同效应及催化剂的内在活性。要点3. 原位电化学拉曼光谱、原位XPS光谱和密度泛函理论(DFT)计算表明，催化反应过程中Co3+和Ni3+的演变，Ni和Co之间有利的电子转移可以调节2DPs的电子结构，从而导致OER活性的差异。扫描隧道显微镜(STM)表征证实2DP骨架在OER反应后保持完整，这表明所有金属中心都保留在其螯合位点。这项工作提供了对材料内在OER活性与结构之间关系的见解，并将有助于设计高活性OER电催化剂。图1. 单体（NiTAPP、CoTAPP和DHC）的化学结构以及双金属2DP的合成和转移过程的图示。
图2. 双金属CoTAPP-Ni-2DP的形态表征。
图3. ITO上2DPs的电化学表征。
图4. 异位XPS、原位拉曼和STM表征。
图5. OER机制的DFT模拟。
Spatial
Well-defined Bimetallic Two-dimensional Polymers with Single Layer Thickness
for Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction
Dejuan
Fa, Yanhong Tao, Xin Pan, Dingjia Wang, Guangyuan Feng, Jiangyan Yuan, Qingqing
Luo, Yaru Song, Xuejiao J. Gao,* Ling Yang,* Shengbin Lei,* Wenping Hu*
Angew.
Chem. Int. Ed.
DOI: 10.1002/anie.202207845
胡文平教授，天津大学常务副校长，理学院教授，博士生导师，师从于朱道本院士与刘云圻院士。胡文平教授长期致力于有机半导体物理化学的研究，是我国有机半导体晶体工程及场效应晶体管器件物理的主要学术带头人之一。他瞄准“有机集成电路”这一重大科技前沿，聚焦源头创新，构筑了“有机半导体晶体®高迁移率材料®高性能物理器件”的特色研究体系。发表SCI论文500余篇（IF>10.0的200余篇），包括Nature，Nature Chem. , Nature Commun.，Adv. Mater. ，J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int.，被SCI引用>31,000次(H因子=88)。编有中文专著《有机场效应晶体管》（科学出版社，2011），《分子材料与薄膜器件》（化学工业出版社，2011），英文专著《Organic Optoelectronics》（Wiley出版社，2012）。
课题组网址：http://tjmos.tju.edu.cn/huwenping/课题组深入研究分子材料的光电性质等，取得了多项有重要意义的研究成果。分子材料的凝聚态结构决定着其性能，最终影响着材料在光电器件中的应用。如何正确评价材料、揭示其本征性能，是优化材料结构，指导进一步合成的关键，也是获取高性能分子材料的重要途径。课题组在该领域开展了开创性的研究，取得了一批突出的创新性研究成果，是该领域国际上有影响的团队之一。雷圣宾，天津大学理学院教授，博士生导师。主要从事界面超分子结构的设计、组装与表征工作，以扫描探针显微技术结合密度泛函、分子力学及蒙特卡罗模拟为主要研究手段，在界面复杂多组分组装结构设计与表征、二维主客体结构以及界面相行为、共轭高分子精细结构研究方面取得了显著进展。目前在Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Nano Lett., Adv. Mater.,
ACS Nano, Chem. Mater., Chem. Comm., Chem. Eur. J.等权威杂志发表SCI收录论文一百余篇，论文被引用3000余次，个人H因子为28。为Topics in
Current Chemistry, Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed.撰写综述三篇。2005年获中国化学会青年化学奖，2009年获教育部新世纪优秀人才计划支持。担任Nanoscale, Chem. Eur. J., Chem. Comm., Langmuir, Polymer, Soft
Matter, ChemPhysChem, Sci. China Chem.等杂志的审稿人，比利时弗拉芒区基金（the research foundation Flanders）评阅人。
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