近日，鄭州大學化工學院張冰教授課題組在亞納米團簇催化劑研究中取得重要進展。團隊通過對電子結構和形貌結構的精心設計，成功調控出負載在核殼雙金屬氧化物表面的亞納米Ir團簇，該催化劑在廣泛的pH范圍內均具有優異的電解水性能。

構建活性原子幾乎完全暴露的亞納米團簇催化劑是同時提高原子利用效率和活性的一條很有潛力的途徑。雖然在合成亞納米團簇方面已經進行了大量的研究，但控制金屬團簇在指定的載體上的均勻可控分布仍然存在困難，特別是在高金屬負載的情況下。尋找一種可行的策略來防止金屬團簇在合成和反應過程中聚集成納米顆粒仍然是研究的重點。因為載體表面性質對金屬前體分子的吸附/分散和生成的簇的穩定性起著不可或缺的作用。因此，設計合適的支撐材料，使其高度穩定，并與金屬團簇相互作用，以防止金屬聚集是突破之一。金屬氧化物作為亞納米金屬團簇的載體，在堿性條件下具有良好的結構穩定性，但在酸性和中性條件下催化水分解的耐久性不足。此外，核殼結構的實現有可能優化轉運-反應權衡，有效利用催化活性物質，從而提高催化劑的催化性能。基于此，該團隊通過受限原位外溶策略構建了一種核殼鈷鈰雙金屬氧化物，表面是高覆蓋亞納米級Ir團簇（Ir cluster@CoO/CeO2）。該催化劑在寬pH范圍內表現出優異的電解水性能。

研究成果以“High Coverage Sub-Nano Iridium Cluster on Core–Shell Cobalt-Cerium Bimetallic Oxide for Highly Efficient Full-pH Water Splitting”為題，發表在國際權威期刊《Advanced Science》。張黎麗博士為論文第一作者，尚會姍副研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家區域創新發展聯合基金重點項目和國家自然科學青年基金等資助。

文章鏈接：http://doi.org/10.1002/advs.202407475

亞納米團簇催化劑結構示意圖及內置電場的定向電子傳輸