中科大曾杰教授团队：JACS封面文章

调控原子级界面的电子效应及构型效应用于提升电化学析氧性能

第一作者：冯晨、张志荣、王董第、孔源

通讯作者：周仕明*、曾杰*

单位：中国科学技术大学

在异相催化中，催化剂二维的表面或一维的界面结构决定了对反应中间体的吸附强度与吸附构型，从而影响了催化剂的活性与选择性。近年来，单原子催化剂（Single-atom catalysts）的发展能够从原子尺度上深入剖析催化机理。但单原子金属中心是一个零维的结构，传统异相催化中一维的界面概念及调控机制是否适用于单原子催化还有待验证。

要点一：单原子界面调控电化学析氧机制

根据理论计算模拟，晶格掺杂的Ir单原子与CoOOH载体之间存在电子相互作用，使得Ir₁/CoOOH_lat中Co的d带中心，对中间体的吸附整体增强。而对于表面吸附的Ir单原子，Ir-Co之间的电子效应有限，对*OH中间体的吸附强度变化不明显，但是由于其Ir-OH-Co界面产生的构型效应，影响了*O和*OOH中间体，对*O的排斥作用提高了ΔG*_OH，对*OOH的氢键作用降低了ΔG*_OOH，最终导致Ir₁/CoOOH_sur从*O到*OOH的决速步能垒下降。对*OOH吸附的差异也通过原位红外技术得到了验证。

要点二：单原子界面调控电化学析氧性能

经过电化学测试，Ir₁/CoOOH_sur的OER活性远高于Ir₁/CoOOH_lat。在10 mA cm^–2电流密度时，Ir₁/CoOOH_sur的过电位仅210 mV，比Ir₁/CoOOH_lat低110 mV。进一步比较归一化后的本征活性，在300 mV过电位时，Ir₁/CoOOH_sur的比活性是Ir₁/CoOOH_lat的29.17倍，质量活性是Ir₁/CoOOH_lat的36.82倍，TOF是Ir₁/CoOOH_lat的33.57倍。而Ir₁/CoOOH_lat相对原本的CoOOH载体，性能提升并不明显。该结果充分表明构型效应相比电子效应能够更显著地提升该Ir单原子催化剂的OER性能。

要点三：前瞻

本工作通过排布单原子的锚定位置构造了两种原子级界面，深入揭示了单原子界面上的电子效应和构型效应对电化学析氧反应机制的影响，启发有效地设计界面结构以提升催化性能。

Tuning the Electronic and Steric Interaction at the Atomic Interface for Enhanced Oxygen Evolution.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00533

曾杰 教授 博导

1980年9月出生于河南省商城县，现任中国科学技术大学教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金入选者，国家“万人计划”科技创新领军人才，担任国家重点研发计划首席科学家。荣获中国青年科技奖“特别奖”、中国化学会-赢创化学创新奖、侯德榜化工科学技术青年奖、中国新锐科技人物、安徽省自然科学奖一等奖、安徽青年五四奖章等奖项。

曾杰教授主要研究领域为碳一催化，旨在实现高效转化碳基小分子（如CO、CO₂和CH₄）制备液体燃料和高附加值化工品。近年来以通讯作者身份已在Nature Nanotechnol. (2篇)、Nature Catal (1篇)、Nature Energy (1篇)、Nature Commun. (8篇)等高影响力学术期刊发表了114篇论文，总被引用16000余次，H因子为68。出版书籍三部，申请中美专利64项。Nature对曾杰教授进行了专访，相关采访发表在Nature的亮点专栏。部分研究成果被Nature Mater. 杂志、Angew. Chem. Int. Ed. 杂志、C&EN News、Materials Views等国际科学媒体广泛报道，并多次被CCTV、《人民日报》、《人民日报（海外版）》、《光明日报》、《科技日报》等多家国内主流媒体关注。

课题组拥有一流的工作平台，开放活跃的学术氛围和丰富的国内外交流合作机会。现有平台和仪器包括原位DRIFTS、TPD-MS、BET、电化学测试一体化测试平台、各类固定床和浆态床反应器、UV、Plasma等多种催化剂表征和测试仪器。此外课题组和上海光源、合肥光源具有高度密切的合作关系，并以此搭建了各类原位测试平台。

课题组主页：http://catalysis.ustc.edu.cn/

招聘岗位

招聘博士后/特任副研究员，开展电驱动、热驱动以及热电驱动多相催化反应，包括实验和理论计算，反应包括CO₂/CO还原、甲烷部分氧化、丙烷脱氢、小分子电合成等研究。

申请条件：

1.已获得博士学位或应届博士毕业生，在电催化、热催化、理论计算等领域有扎实的研究基础。

2.应聘特任副研究员原则上应具有两年或以上的博士后经历，国外著名高校优秀博士毕业生且科研业绩突出者可破格申请。

3.具有良好的英文听说读写能力。

岗位待遇：

1.聘期 2-3 年。

2.工资待遇（博士后年薪21万元以上，特任副研究员年薪24万元以上，特别优秀的将视个人情况面谈）：

此外，课题组会推荐优秀申请人申报中科大“墨子杰出青年特殊津贴”，入选后年薪可在基础数额之上增加 15 万元（一等资助）/5 万元（二等资助）。

3. 学校为博士后/特任副研究员办理社会保险（基本养老保险、失业保险、基本医疗保险及医疗救助保险、工伤保险、生育保险）和住房公积金。

4. 学校为博士后/特任副研究员提供两室带全套家具的周转房。对不要求安排人才公寓住房者发放租房补贴，补贴标准由学校统一制定。

5. 博士后/特任副研究员子女可在科大附属幼儿园、附小、附中就学，免交赞助费。幼儿园为孩子每日提供“三餐一点”（早、中、晚三餐和下午一次点心），免除家庭的后顾之忧。

6. 特任副研究员期满考核优秀者，可申请学校的“副研究员”或“副教授”岗位；博士后期满考核优秀者，可申请学校的“特任副研究员”岗位。课题组将会积极帮助出站博士后联系申请高等院校及研究所的工作，或推荐国际一流著名院校进一步深造。

申请方式：

请申请者将申请材料发送到以下邮箱：

zengj@ustc.edu.cn，邮件以“博士后/特任副研究员申请+姓名”命名。本课题组承诺对所有应聘者材料给予保密。

欢迎有志于从事相关研究的博士进入本课题组，共同开展研究工作！

联系方式：

地址：安徽省合肥市金寨路96号中国科学技术大学东区微尺度理化大楼16-005室

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