负载型纳米颗粒催化剂在现代化学工业中起着至关重要的作用。大量文献表明，载体不仅仅起着使金属分散和稳定的作用，其与负载的金属相互作用对催化具有重要意义，它可以诱导金属与载体之间的电荷转移，改变负载的金属的电子结构，影响反应中间体的吸附能并最终改变催化活性及选择性。经典的强金属-载体相互作用（SMSI）是由Tauster等人在1978年提出并使用的。经过数十年的研究，人们对SMSI进行了深入研究，涵盖了多种相互作用机理，包括氧化物封装，电荷转移，催化过程中的协同反应以及纳米粒子的抗烧结性。近日，中科大Hai-Wei Liang，Xiao-Jun Wu等报道了与金属尺寸有关的电荷转移逆转，即由于载体与金属之间的SMSI，电子从Pt单原子转移到S掺杂C载体，当Pt的尺寸约为1.5 nm时，S掺杂C载体反过来将电子转移给Pt。实验发现，富电子的Pt纳米团簇比缺电子的Pt单原子在催化析氢反应方面更具活性，达到10 mA cm-2的电流密度只需11 mV的超低过电势，而在20 mV处具有26.1 A mg-1的高质量活性，是商用Pt/C催化剂的38倍。该工作表明，控制金属与载体之间的金属尺寸依赖性电荷转移，可为开发高活性催化剂开辟了新途径。
Qiang-Qiang Yan, Dao-Xiong Wu, Xiao-Jun Wu*, Hai-Wei Liang,* et al. Reversing the charge transfer between platinum and sulfur-doped carbon support for electrocatalytic hydrogen evolution. Nat. Commun., 2019
DOI: 10.1038/s41467-019-12851-w
