在自然界中，析氧反响（OER）是由水氧化络合物（WOC）完结的，该络合物由无机锰钙氧簇（Mn4CaO5）和周围的氨基酸残基组成。此外，质子搬运在水氧化作用中已成为具有挑战性的问题。因而，经过直观调查，可测量地了解质子搬运对水氧化的影响具有底子含义。

  要害1.作者使用坐落相同MnO6八面体层之间的NH4+或K+阳离子，制备了层状双硅石型NH4MnPO4·H2O和KMnPO4·H2O同晶资料。在OER研讨中的优势：①两种资料的活性锰中心的中心结构相同，避免了不同活性结构对催化功能的影响；②两种资料的类似形状、结晶度和组成道路排除了由搅扰物理性质引起的功能差异；③NH4MnPO4·H2O中存在一个共同的氢键网络，为直接比较OER中的质子搬运供给了抱负的渠道。

  要害2.在0.05 M pH=7.0磷酸盐缓冲盐水（PBS）溶液中，与同构KMnPO4·H2O资料比较，具有氢键网络的NH4MnPO4·H2O资料显示出增强的OER活性。归纳电化学动力学的研讨标明，质子搬运（氢键网络）是影响水氧化进程的仅有主导要素。

  要害3.试验和理论研讨阐明晰这两种资猜中质子搬运动力学的差异，标明在NH4MnPO4·H2O中存在低活化能的快速质子跳动搬运进程。此外，NH4MnPO4·H2O中的氢键网络能够有效地促进相邻Mn位点之间的质子搬运，并进一步安稳Mn（III）-OH中心体。更快的质子搬运导致OER中[H+]的零级份额更高。

  在这项工作中，质子搬运和水氧化之间的相关性已被可测量地树立，这为这一重要范畴带来了定量定论。就功能和反响途径而言，质子搬运效应已经过电催化剂渠道的规划和动力学研讨得到清晰证明。用观点进行严厉的证明总是很重要的，尤其是在质子搬运范畴，这是化学和生物学中能量转化和贮存的根底。

  图3. NH4MnPO4·H2O和KMnPO4·H2O在0.05 M pH=7.0 PBS溶液中的（a）CV和（b）DPV曲线 V下，OER电解4小时后，焦磷酸盐溶液的紫外-可见吸收光谱。（d，e）在不同pH值的电解质中，NH4MnPO4·H2O和KMnPO4·H2O的DPV预催化氧化。在Epa（Mn（II/III））（f）（DPV）和j＝0.5 mA cm-2（g）（CV）时，电催化剂对电解质pH值的电位呼应。（h）样品的OER Tafel图。（i）NH4MnPO4·H2O（赤色）和KMnPO4·H2O（黑色）在H2O和D2O溶液中的CV曲线·H2O在293-313 K、95%相对湿度下的温度依赖性Nyquist图。两个样品在不同温度下的（c）质子搬运和（d）对应Arrhenius图。两个样品中质子搬运（e）核算的质子搬运途径和（f）相应能量状况。（g）NH4MnPO4·H2O中质子跳动的示意图。（h）NH4MnPO4·H2O中相邻Mn位点之间质子跳动的要害OER过程和在KMnPO4·H2O中质子搬运为开释方式。

  图5. NH4MnPO4·H2O（顶部）和KMnPO4·H2O（中心）中水氧化要害根本过程的吉布斯自由能改变，以及两个样品（底部）上电催化水氧化的相关反响方程式。