单原子催化剂（SACs）是近年来的研究热点。近日，阿卜杜拉国王科技大学Jr-Hau He，Husam N. Alshareef等，将碳化钛（Ti₃C₂T_x）MXene用作负载氮（N）和硫（S）配位的Ru单原子（Ru_SA）催化剂的固体载体，所得催化剂具有高的析氢反应（HER）活性。X射线吸收精细结构光谱和球差校正扫描透射电子显微镜研究表明，Ru在Ti₃C₂T_x MXene载体上是原子级分散的，且Ru_SA与Ti₃C₂T_x MXene上的N和S物种配位。所得的Ru_SA‐N‐S‐Ti₃C₂T_x催化剂实现10 mA cm^-2的电流密度，过电势仅76 mV。此外，将Ru_SA‐N‐S‐Ti₃C₂T_x催化剂集成到n⁺np⁺-Si光电阴极上可以实现高效光电化学产氢，其光电流密度极可达37.6 mA cm^-2，高于报道的贵金属Pt和其它贵金属催化剂与硅光电阴极耦合。DFT计算表明，Ru_SA与Ti₃C₂T_x MXene载体上的N和S位点配位是高HER活性的起源。

Vinoth Ramalingam, Husam N. Alshareef,* Jr-Hau He*, et al. Heteroatom‐Mediated Interactions between Ruthenium Single Atoms and an MXene Support for Efficient Hydrogen Evolution. Adv. Mater. 2019,

DOI: 10.1002/adma.201903841

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201903841