Nat。Commun．10， 5074 (2019)

电催化氧化水形成氧气是整个水分解反应的一半，在电解槽中产生氢燃料。在过去，分子水氧化催化剂被设计成利用配体-底物相互作用，远离催化发生的主要金属位点，在所谓的第二配位球。然而，在多相水氧化催化剂中，这种效应还没有很好地理解。现在，大连理工大学和KTH皇家理工学院的李福生、孙立成及其同事提出了一种基于第二配位球效应的高活性多相水氧化催化剂，并阐明了它们在活性中的作用。

研究人员合成了一种基于对苯二甲酸镍铁配位聚合物的催化剂，该聚合物包含金属配位和不配位羧酸基。为了进行比较，他们还制备了一种Ni-Fe层状双氢氧化物催化剂，该催化剂不含任何羧酸基团。一旦考虑到表面积效应，对苯二甲酸镍铁配位聚合物被发现具有优于两种催化剂的性能。研究人员的实验结果表明，一致的质子耦合电子转移在两种样品的催化中起着重要作用。然而，在进一步的研究中——包括动力学同位素效应、质子库存和原子-质子转移实验——研究人员发现这两种催化剂表现不同。结果表明，未配位的羧酸基在对苯二甲酸镍铁配位聚合物的第二配位球中起到质子继电器的作用，提高了聚合物的催化活性。