尽管非贵金属过渡金属配合物作为氧还原反应（ORR）的高效电催化剂已经引起了人们越来越多的兴趣，但其活性仍缺乏合理有效的调节。
近日，南开大学陈军院士，程方益教授，严振华报道了提出了一种d-π共轭策略，对TM-BTA（TM=Mn/Fe/Co/Ni/Cu，BTA=1,2,4,5-苯四胺）配位聚合物的ORR电催化活性进行粗略和精细调节。
要点1. 通过第一性原理计算，研究人员阐明了强d-π共轭可以提高了TM中心的dxz/dyz轨道，提高了中间体的吸附，以及加强了取代基对配体的电子调节效应。基于这一策略，研究人员发现Co-TABQ（四氨基苯醌）接近ORR活性火山型的顶端。
要点2. 实验结果显示，在碳纳米管上合成的Co原子分布的Co-TABQ（Co-TABQ@CNTs）具有0.85 V时的半波电位，在0.85 V下的比电流为127 mA mgmetal-1，优于Co-BTA@CNTs和基准的Pt/C催化剂。
所合成的Co-BTA和Co-TABQ具有高活性、低过氧化物产率以及出色的耐久性等优点，有望在氧电催化中得到广泛应用。
Youxuan Ni, et al, Regulating Electrocatalytic Oxygen Reduction Activity of Metal Coordination Polymer via d-π Conjugation, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202104494
https://doi.org/10.1002/anie.202104494
先进能源材料化学教育部重点实验室（南开大学）
Key Laboratory of Advanced Energy Materials Chemistry, Ministry of Education (Nankai University)