在原子尺度上优化光催化剂的结构，促进电子-空穴对的分离，对光催化剂性能的提高至关重要，但仍然具有挑战性。近日，清华大学李亚栋，王定胜，中南大学雷永鹏，湖北工业大学Gang Zhou等通过在有缺陷的TiO2载体上组装单个Pt原子，得到了高效光催化剂Pt1/def-TiO2。研究发现，除作为质子还原位点外，单个Pt原子还促进相邻的TiO2单元产生表面氧空位并形成Pt-O-Ti3+原子界面。实验结果和DFT计算表明，Pt-O-Ti3+原子界面有效地促进了光生电子从Ti3+缺陷位点转移到单个Pt原子，从而增强了电子-空穴对的分离。这种独特的结构使Pt1/def-TiO2表现出高的光催化制氢性能，TOF高达51423 h-1，比负载在TiO2上的Pt纳米颗粒催化剂高出591倍。
Yuanjun Chen, Yongpeng Lei*, Gang Zhou*, Dingsheng Wang*, Yadong Li*, et al. Engineering atomic interface by single Pt atoms for enhanced photocatalytic hydrogen production. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201912439
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912439
