目前，研究人员开发了许多过渡金属氧化物基催化剂催化析氧反应（OER）。其中，多金属氧酸盐（Polyoxometalates, POMs）被视为过渡金属氧化物的模型化合物，而含钴-POMs（Co-POMs）作为候选者而受到广泛的关注。Co-POMs基纳米复合材料由于组分之间的协同作用而显示出高OER活性，但是由于其复杂的结构，每个组分的作用尚不清楚。基于此，日本东京大学Sayaka Uchida（通讯作者）等人报道了他们利用基于Co-POMs的多孔离子晶体（PICs），构建了组分-结构-功能关系以了解协同催化的起源。具体而言，Keggin-型POM[α-CoW12O40]6-和Cr配合物[Cr3O(OOCCH2CN)6(H2O)3]+在非碱性条件下作为实现OER的PIC构建块。通过库仑相互作用和由Cr配合物的极性氰基诱导的氢键，潜在的OER活性但高度可溶的[α-CoW12O40]6-成功锚定在结晶PIC基质中。PIC表现出高效和持续的OER催化活性，而每个构建块都是无活性的。通过线性扫描伏安曲线（linear sweep voltammetry curve）的Tafel斜率和较大的动力学同位素效应值表明，与OER速率密切相关的基本步骤涉及单电子和质子转移反应。电化学和光谱研究清楚地表明，协同催化源于从Cr配合物到[α-CoW12O40]6-的电荷转移；[α-CoW12O40]6-的电子密度增加可能会增加其碱度并加速质子提取以及增强电子转移以稳定吸附在[α-CoW12O40]6-上的反应中间体。这些利用PICs可设计性的方法可能会为指导合理设计和发现理想的OER电催化剂开辟新的机会。Oxygen Evolution Reaction Driven by Charge Transfer from a Cr Complex to Co-Containing Polyoxometalate in a Porous Ionic Crystal. J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.1c10471.https://doi.org/10.1021/jacs.1c10471.
