填坑填坑，填七月底的坑。

如果说智商和睡眠时间成正比的话，那我这一周的智商估计已经超过爱因斯坦了......晚上睡不着，靠中午午休一小时来续命。不是活太多，而是真的睡不着了......

啊对了！因为突然之间少了这么多睡眠时间，所以新视频也顺带按排上了（我不是鸽子！！）。

之前列了这篇文章的一个大纲，但一直没有把内容列举出来。虽说对OER机理的探究一直还在继续，催化剂催化原理的探究每年还都能出文章

所以理解理解OER的反应和材料的催化机理还是很有意思的。

电催化剂是用于促进电化学反应的催化剂，它可以在电极表面上进行修饰，也可以作为电极本身。结合我的课题来想，将与PVDF混合过后的氧化铜涂抹在泡沫镍上或许就是对泡沫镍电极的一种表面修饰吧（不知道对不对哈）。一般而言，电催化剂的主要功能是吸附反应物的表面以形成吸附的中间体，降低整体反应的过电位，进而促进电极和反应物之间的电荷转移。有许多电催化动力学参数（过电位、交换电流密度、和塔菲尔斜率），用于公平评估电催化剂的性能。这些参数是至关重要的，可以提供有关电化学反应机理的深刻信息。因此，在归理出OER的各种电催化剂之前，文章还简要介绍了这些动力学参数。虽然有的参数在无机化学里已经又过了介绍，但文章是将这几个参数相融合，以电催化的角度来重新审视这几位参数。这么归纳起来，还是很有意思的。

1.过电位（η）

 过电位是目标评估电催化剂性能的最重要的标准之一，是施加电位和平衡条件下的电位之间的差，是为了克服反应的电极动力学障碍，所必须施加的电位。它直接反应着催化剂对反应电动势的下降程度，并且系统中电催化剂的较低过电位表明其对目标反应具有优异的电催化能力。值得注意的是，过电位通常称为必须施加以获得特定电流密度的值（ a value that has to be applied to achieve a specified current density），也就是上面提到的“为了克服反应的电极动力学障碍，所必须施加的电位”，因此不同的电流密度将被称为不同的过电位值。

2.交换电流密度（i0）

电催化动力学的另一个重要指标是交换电流密度。对于任意一个电催化过程中的给定反应，总电流是阳极和阴极两者的电流之和。在平衡条件下，阳极和阴极电流彼此相等，导致总净电流为零。极化曲线图像在过电位等于零时，其截距的大小指的是其交换电流（反应平衡时阴阳两极电子交换速率的大小）大小。而通常将交换电流除以电极的面积（A），交换电流就变成了交换电流密度   j0/A = i0

交换电流密度的大小反映了电催化剂和反应物之间的固有键合/电荷转移相互作用的大小程度。高交换电流密度通常是成为目标反应的良好电催化剂的良好指示，说明“电催化剂吸附反应物的表面以形成吸附的中间体，降低整体反应的过电位，进而促进电极和反应物之间的电荷转移”这一过程进行得十分迅速。

3.塔菲尔方程和塔菲尔斜率（b）

出于实际目的，为了增加电流密度从而获得特定电流密度的值，需要应用高过电位以获取具有显着大小的电流密度。在催化剂的催化中，能使小的过电位能具有快速增加对应时刻电流密度的能力（也就是减小过电位而不影响电流密度），在这是我们所想要的。可以根据Butler-Volmer方程

将过电位和电流密度两者相结合，用于描述电流密度和施加的过电位之间的关系。在高阳极过电位条件下，总电流主要归因于阳极端，而阴极部分的贡献可忽略不计。因此，Butler-Volmer方程可简化为方程，也称为塔菲尔方程

通过将塔菲尔方程转换为对数函数形式，可以将方程重写为方程，其中可以相应地计算交换电流密度和塔菲尔斜率。塔菲尔斜率可以表示为方程，从这一点可以理解塔菲尔斜率的定义是“电流交换密度对应的过电位的值”。这方面，上图中的图（b）所示的较小塔菲尔斜率表明：电流密度可以随着较小的过电位变化而更快地增加（即具有更快的反应速率常数），这意味着良好的电催化动力学。此外，塔菲尔斜率为反应机理提供了有价值且有见地的信息，特别是用于阐明速率决定步骤，这点下面会提到（希望当我看到那的时候我还能明白）。

利用上面提到的塔菲尔斜率，文章将在这里就单电子反应和多电子反应理论的简要介绍，将这些理论与塔菲尔斜率进行相互联系联系。

1.单电子反应

在单电子转移反应中，传递系数（α）通常是指对称因子（β）并且可以用等式连接：

在大多数情况下，对称因子等于0.5，过电位通常远小于重组能（λ）。如果该假设是有效的，则可以基于方程塔菲尔方程的对数形式来计算单电子反应的塔菲尔斜率，并产生120mV/dec的值。这意味着电化学系统中的速率确定步骤由单电子转移步骤控制。

Emm......这段话打出来我是一点概念都没有的......问题有这几个：

1. 转移系数、对称因子是啥？

2. 是怎么根据“120mV/dec”就判断出“电化学系统中的速率确定步骤由单电子转移步骤控制”这一结论的？

3. Shut up,and calculate！

问题1好解决，百度一下就okk了：

对称因子是一个控制电能向化学能转换的系数。在只有一个步骤（即电子转移步骤）的电极反应中，人们可以用下式把电化学反应速率常数与它的化学对应数（可逆电位下的速率常数）联系起来：

除了第一句话，这物理量也没个介绍，跟没讲一样哈......

问题2也好好解决，解决方法见问题3。。。咳咳。（其实在文章的下面作者也提到了）

2.多电子反应

在各种电化学系统中，情况要复杂得多，电化学系统通常由一系列连续的反应步骤组成。这些步骤可以是电子转移步骤或化学步骤，例如缔合或解离反应。由Bockris和Reddy推导的多电子反应的传递系数如公式

nb是在速率确定步骤之前转移回电极的电子数，ν是在整个反应中发生的速率决定步骤的数量，nr是参与速率确定步骤的电子数。而研究表明不可能同时传输多于一个电子，因此nb为1或0。其中一旦速率确定步骤是电子转移反应，nb等于1，而nb的值在化学反应的情况下为0。

如果第一电子转移反应是速率确定步骤，则nb和ν的值均等于0，而nr和β分别为1和0.5，传递系数α计算为0.5，相应的Tafel斜率为120mV/dec （类似于单电子转移反应）；如果速率确定步骤是化学反应，则在单电子转移反应之后，nb和ν的值等于1，而nr的值为0。因此，传递系数α是1，并且Tafel斜率变为60 mV/dec。在例如OER（四电子传输系统）的一些系统中，如果速率确定步骤是第三电子传输步骤，则nb和ν等于2和1（nr和β分别为0）。这产生2的转移系数和30mV/dec的Tafel斜率。

基于上述分析，很明显不同的塔菲尔斜率暗示了不同的速率决定步骤，也就是上面所说的在给定的系统中传递系数和相应的Tafel斜率与反应中涉及速率决定步骤相关联的原因。

重头戏，OER机理

析氧反应就是水分解反应的半反应。在酸性（图中蓝线）和碱性（图中红线）条件下，水分解反应的阴极和阳极部分的反应是不同的。在众多解释原理中普遍存在着差异，但大多数提出的机制中包含有相同的中间体，如MOH和MO。而主要差异可能是围绕形成氧的反应中的具体分步骤。有两种不同的方法可以从MO中间体形成氧气。一种是图所示的绿色路线，通过MO的直接组合产生O2；另一种是，形成MOOH中间体，随后分解为O2。尽管存在这种差异，但共同的共识是OER的电催化是非均相反应，其中中间体（MOH，MO和MOOH）内的键合相互作用（M-O）对于整体电催化能力是至关重要的。

重头戏倒是不长哈。

如题所示，这只是（shang）。后面还涉及到密度泛函数对该机理的解释和各种催化剂在起催化效果时的具体分步骤。有点多，我也不是太明白。所以给我一晚上让我康康，这一章的第二篇就放在明天再码出来咯。

就这样，摆了个拜！