通過電催化氧化水來生成氧氣是一個(gè)多電子多步驟的過程，其中，水的吸附以及中間體的轉(zhuǎn)變過程是反應(yīng)大過電位的主要原因，如何調(diào)控催化劑表面位點(diǎn)來促進(jìn)氧氣前驅(qū)體的吸附以及中間體的生成是水氧化過程的難點(diǎn)。陜西師范大學(xué)劉生忠課題組聯(lián)合蘇州大學(xué)李有勇教授以及澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)馬天翼等人，利用氫氧化鎳（Ni(OH)₂）為模型催化劑，選擇外層多空d軌道的鎢（W）通過一步醇熱法對Ni(OH)₂實(shí)現(xiàn)了單原子摻雜，得到的產(chǎn)氧性能優(yōu)于文獻(xiàn)報(bào)道值。相關(guān)研究成果發(fā)表在2019年5月14日的《Nature Communications》上。 

　　利用北京同步輻射裝置（BSRF）1W1B-XAFS實(shí)驗(yàn)站獲得的單原子W摻雜的氫氧化鎳鎢元素的XAFS圖譜，通過與對比鎢粉末和三氧化鎢，可以得出在氫氧化鎳晶格里面的W元素是以W-O鍵的形式存在的且沒有W-W鍵。 

　　這個(gè)研究為如何調(diào)控氫氧化鎳基材料的表面位點(diǎn)來提高水氧化性能提供了科學(xué)的線索。在這樣研究工作中，同步輻射光源幫助該研究組證實(shí)了摻雜W的存在形式，為理解該材料的水氧化機(jī)理提供了直接的證據(jù)。陜西師范大學(xué)新能源研究院教授、該研究組第一作者閆俊青副教授這樣描述他們的工作：“單原子摻雜在水氧化過程中扮演著重要的角色，因?yàn)檫@些表面位點(diǎn)可以為水的吸附以及中間體的演變提供適宜的位點(diǎn)，從而降低水氧化過程的起始過電位和減速反應(yīng)的進(jìn)行?！?/span> 

　　發(fā)表文章： 

　　Junqing Yan, Lingqiao Kong, Yujin Ji, Jai White, Youyong Li, Jing Zhang, Pengfei An, Shengzhong Liu, Shuit-Tong Lee, and Tianyi Ma. Single atom tungsten doped ultrathin α-Ni(OH)₂ for enhanced electrocatalytic water oxidation Nature Communications, 10(2019), 2149.