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由於3d金屬和高價摻雜劑之間的能量學改變，高價金屬摻雜的多金屬（氧）氫氧化物在析氧反應（OER）方面優於貴金屬電催化劑。然而，合理設計充分和微妙的調製器仍然具有挑戰性。

基於此，華東理工大學劉鵬飛博士和Hai Yang Yuan（共同通訊作者）等人報道了以多金屬層狀雙氫氧化物（LDH）作為OER催化劑，引入了一系列高價態摻雜劑（Cr、Ru、Ce和V），它們可以限制LDH模板中的3+價態，以防止在OER過程中，相分離和操作數轉移到>3+價態以實現足夠的電子相互作用。

通過密度泛函理論（DFT）計算表明，這些高價態摻雜劑可以調節雙金屬NiFe位點的價數，加強對O的吸附，從而降低電位限制步驟（PLS, *OH→*O）的反應能，提高OER活性。因此，作者合成了一系列高價態金屬摻雜的NiFe-LDH作為高效OER催化劑，其中超薄Cr摻雜NiFe（NiFeCr）LDH表現出最高性能。

實驗測試發現，NiFeCr-LDH在189和284 mV的低過電位下，可以實現10和1000 mA cm-2的電流密度，分別超過了IrO2和NiFe對應物。此外，NiFeCr-LDH證明了其在陰離子交換膜電解槽中作為陽極催化劑的可行性，與NiMoCo合金陰極結合以促進水分解，或與Ag陰極結合以催化CO2轉化為CO，從而產生較低的全電池電壓在高電流密度。作者認為這種operando的高價態摻雜策略將為合理設計高效的多金屬OER催化劑提供一條新的途徑。

Operando High-Valence Cr-Modified NiFe Hydroxides for Water Oxidation. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202200303.

https://doi.org/10.1002/smll.202200303.

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陰離子摻雜到氧位點是一種改變化學和物理性質的新策略，例如介電常數、電導率和催化性能。將高電子離子摻雜到載體材料中，對於改善電子-金屬載體相互作用至關重要，從而有助於提高負載金屬納米顆粒的催化性能。

基於此，日本東京工業大學Hideo Hosono和Masaaki Kitano（共同通訊作者）等人報道了將重氫離子（H-）摻雜到BaTiO(3-x)Hx（x≈1）中作為適用於液相加氫反應的Pd納米顆粒的高效和耐水催化劑載體。

BaTiO(3-x)Hx氫化物具有六方晶體結構（P63/mmc），由BaH2和TiO2在氫氣流下於800 ℃直接反應合成，估計化學成分為BaTiO2.01H0.96。密度泛函理論（DFT）計算和磁測量表明，這種重H-摻雜導致了具有離域電子和低功函數的金屬性質。以BaTiO(3-x)Hx為載體，作者研究了沉積BaTiO(3-x)Hx上的Pd納米顆粒對不飽和C-C鍵的選擇性加氫反應。

研究發現，在Pd/BaTiO(3-x)Hx中每Pd總量的苯乙炔加氫轉換頻率（TOF）是目前已報道的負載型Pd催化劑中最高的。正如X射線光電子能譜測量所證實的那樣，Pd和載體之間的強電子電荷轉移可歸因於如此高的催化活性。BaTiO(3-x)Hx載體和Pd納米顆粒的組合提供了不飽和C-C鍵的選擇性氫化，並突出了將H-集成到載體材料中的催化劑設計的有效性。

Hexagonal BaTiO(3-x)Hx Oxyhydride as a Water-Durable Catalyst Support for Chemoselective Hydrogenation. J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c00976.

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00976.

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