学术名人堂之电催化析氧-Ultra-thin film
前言：
上一周我们对电催化析氧的前三个方面（单晶电极，纳米材料，均相分子催化剂）进行了总结，介绍了一些有代表性的课题组。这一周，咱们趁热打铁，将剩下来的ultra-thin film也分享给大家，希望能够带给大家一个比较完整的认识。
Ultra-thin film相比于前三种材料有非常重要的一些优点，这也是为什么很多课题组都专注在这一块的原因。
优点：
1) 利于电子传递，只需要通过很薄的膜层，电子就可以到达载体电极上；
2) 由于薄膜本身只有几个nm的厚度，因此在膜表面不会产生显著地耗尽层，在比较催化活性时，可以忽略界面接触及载流子浓度的影响；
3) 催化剂组成易于调控；
4) 通过同样方法得到的薄膜表面粗糙度等都差不多，利于不同催化剂之间的平行对比；
5) 由于薄膜厚度很小，产生的空气很容易扩散到电解质中，而不会在膜孔中富集
缺点：生成的薄膜在分子和原子级别上不一定分布很均匀，机理研究较为困难
具有代表性的课题组与代表性论文：
D1.哈佛大学课题组
课题组主页:
代表作：Science, 2008, 321, 1072; Chem. Soc. Rev., 2009,38,109-114; J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 2615–2620; J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 3838–3839; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6882-6883; J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 13692–13701; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16501–16509; Proc. Natl. Acad. Sci. 2010, 107, 10337–10341; J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5174-5177;J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9178-9180; J. Am. Chem. Soc. 2011, 133,15444-15452; Proc. Natl. Acad. Sci.2011, 108, 10056–10061; Energy Environ. Sci. 2011, 4, 499-504; Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2058-2061; J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6801-6809; Acc. Chem. Res., 2012, 45, 767–776; Proc. Natl. Acad. Sci. 2012, 109,15617–15621; J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6326-6336; J. Am. Chem. Soc.2013, 135, 15053-15061; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10492-10502; J. Am. Chem.Soc. 2013, 135, 6403-6406; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3662-3674; Energy Environ. Sci. 2013, 6,532-538;J. Am.Chem. Soc. 2014, 136, 6002-6010;J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17681–17688; J. Am. Chem.Soc. 2015, 137, 14887–14904；J. Am.Chem. Soc. 2016, 138, 4229–4236.
主要研究内容：Co-Pi，Ni-Bi以及Mn基OER催化剂
（为Nocera的Publication list赞叹吧！）
D2. 俄勒冈大学Shannon W. Boettcher课题组
课题组主页:
(备注：近期课题组主页在更新，有可能上不去，等确定了我会将地址更新）
代表作：J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 17253-17261; J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6744; J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 3638–3648; J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 931-935; Scr. Mater. 2014, 74, 25-32; Chem.Commun., 2015, 51, 5261-5263; ACS Catal., 2016, 6, 2416–2423; ACS Catal., 2015, 5, 6680–6689; J. Phys. Chem. Lett., 2015, 6, 3737–3742; Chem. Mater., 2015, 27, 8011–8020; Chem. Mater., 2015, 27, 7549–7558.
主要研究内容：第一过渡金属（Ni，Co，Ni，Mn）羟基氢氧化物OER催化剂。以研究电解质中Fe杂质对OER活性的影响著称（对理解过渡金属OER催化剂的活性中心有极大推动作用）。
备注：早期研究Fe杂质对过渡金属氧化物OER活性影响的还有Dennis A. Corrigan. J. Electrochem. Soc.1987, 134, 377-384; J. Electrochem. Soc.1989, 136, 723-728
D3. 加州大学伯克利分校Alexis T.Bell 课题组
课题组主页:
代表作：J. Am. Chem. Soc. 137, 2015, 1305–1313; J. Am. Chem.Soc. 2015, 137, 9595–9603; Energy Environ. Sci. 2014, 7, 682–688; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12329–12337; J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 ,5587–5593; J. Phys. Chem. C, 2012, 116,8394–8400; J. Am. Chem. Soc., 2013, 135,13521–13530; ChemPhysChem, 11, 1854–1857; J. Phys. Chem. C, 2015, 119, 7243–7254.
主要研究内容:NiFeOOH催化剂以及载体对OER催化剂的影响
D4.瑞士联邦理工学院(洛桑)Xile Hu课题组
课题组主页：
代表作：Energy Environ. Sci. 2016, 9, 473-477; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 9927–9936; Energy Environ. Sci.2015, 8, 2347-2351; J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16481–16484; Nat. Commun. 2014, 5, 4477; ACS Appl. Mater.Interf. 2016, 8, 3208–3214. ChemSusChem 2016, 9, 472-477.
备注：Xile Hu更多偏纳米OER催化剂一些，姑且先放在这里哈（可能不是特别适合，见谅。后面我们在对HER进行总结的时候还会提到他）
D5. 英属哥伦比亚大学 P. Berlinguette课题组和卡尔加里大学Simon Trudel课题组
课题组主页：
代表作：Science 2013, 340,60-63; J. Am. Chem. Soc., 2013, 135，11580–11586； J. Mater. Chem. A 2015, 3,756-761; Chem. Mater. 2014, 26,1654-1659. Chem. Commun. 2013, 49,218-227; 2012, Chem.Commun. 48, 2107-2109; Chem. Commun. 2011, 47, 4249-4251; J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 16094-16106.
主要研究内容：对薄膜电极OER催化剂和均相分子OER催化剂都有研究，其中最广为人知的是采用光化学金属-有机沉积法（Photochemical metal–organic deposition）制备的过渡金属氧化物薄膜OER催化剂。
D6. 阿贡国家实验室Nenad M. Markovic课题组
课题组主页：
代表作：Nat. Mater.2012,11,550–557; Nat. commun. 2014,5. 4191; Angew. Chem., 2014,126,14240–14245; J. Phys. Chem.Lett., 2014, 5, 2474–2478; Faraday Discuss., 2014, 176, 125-133;Energy Environ. Sci., 2012,5, 9246-9256(综述); Nat. Mater.2013,;12,101-102（评论）.
主要研究内容：第一过渡金属OER活性顺序，OER催化剂活性与稳定性相互关系
（温馨提示：过段时间，我们会针对OER活性顺序进行总结，敬请期待）
D7. 斯坦福大学Thomas F. Jaramillo课题组
课题组主页：
代表作：J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 4347–4357; J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4920–4926; J. Am. Chem.Soc., 2013, 135, 16977–16987; J.Am. Chem. Soc., 2013, 135, 8525–8534; J. Am. Chem. Soc., 2010, 132,13612–13614; J.Phys. Chem. Lett., 2015, 6, 4178–4183; J. Mater. Chem. A, 2016,4, 3068-3076.
主要研究内容：过渡金属氧化物OER催化剂，其中以一系列的”Benchmarking”论文著称，在载体Au与MnOx间相互作用对OER活性的影响也有比较独到的研究。
D8. 柏林自由大学Holger Dau课题组
课题组主页：http://www.physik.fu-berlin.de/en/einrichtungen/ag/ag-dau/index.html
代表作：Science 2015, 348, 690-693; Energy Environ. Sci. 2015, 8, 661-674; Nat. Commun. 2015, 6, 8625; Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2472-2476; ChemSusChem 2016, 9,379;ACS Catal., 2015, 5, 2017–2027; Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13206–13210; Proc.Natl. Acad. Sci. 2012,109,16035-16040; Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7081-7089; ChemSusChem,2012, 5, 542–549; Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2400-2408; ChemCatChem,2010, 2, 724-761; J Am. Chem. Soc. 2009,131, 6936-6937; Acc. Chem. Res., 2009, 42,1861-1870; Proc. Natl. Acad. Sci. 2008,105, 17384-17389; Science 2006,312,1471-1472; Science 2005, 310, 1019-1021.
主要研究内容：在均相分子催化剂和过渡金属氧化物薄膜OER催化剂都有所涉及，其中比较有意思的是提出表面无定型化有利于OER。
D9.Allen J. Bard 课题组
(现代电化学之父，著有经典教材：Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications)
课题组主页：
代表作：J. Am. Chem. Soc. 2016,138(1), 313–318; J. Am. Chem. Soc. 137 (2), pp 612–615 (2015); J. Am. Chem.Soc. 136 (40), 14011–14014 (2014); J. Am. Chem. Soc. 136(7), 2843-2850 (2014);; Chem. Sci. 3(1), 217-229(2012).; Nano Lett. 12(1), 26-32 (2012).; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13165–13167.
主要研究内容：采用Ultramicroelectrodes, Scanning Electrochemical Microscopy等研究OER催化剂.
关于OER理论计算:
重点推荐哥本哈根大学Jan Rossmeisl课题组
课题组主页：
代表作：ChemCatChem, 2011, 3,1159–1165; J. Electroanal. Chem.2007, 607, 83-89; Chem. Phys. 2005, 319, 178-184; Adv.Energy Mater. 2015, 5,1500991; , 2012, 14, 14010-14022; J. Phys. Chem.C, 2007, 111, 18821–18823; , 2014, 16, 13682-13688; ChemCatChem, 2014, 7,149–154; 2015, 631, 2-7.
备注：如果有兴趣进行OER研究的话，建议看看前三篇，应该会很有帮助。
, R. et al., J.Phys. Chem. C, 2008, 112, 3655–3666;Nørskov, J. K. J. Phys. Chem. C, 2012, 116, 21077–21082）
备注：关于OER催化剂的分类主要参考Boettcher et al.,Scr. Mater. 2014, 74, 25-32
下期预告：
关于电化学析氧，我们已经将一些有代表性的课题组进行了总结。后期会继续进行针对某个特别的问题（比如说稳定性，活性顺序等）进行总结讨论，提出一些我们的观点，帮助大家更好地思考OER这个课题。不过考虑到现在关于OER的信息量已经很大了，先留点时间给大家消化消化，熟悉熟悉，关于OER的更多内容将要等一段时间才会继续更新，敬请期待。
下周同一时间，我们会进行更新的内容是：催化反应中的“合纵连横”——连横篇
小编心语：好吧，我不是一个愿意欠债的人，挖的坑一定会尽快填上的，哈哈。
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