作为氢经济的两个基础，氢的生成和氧化反应（HER / HOR）仍然受到贵金属基电催化剂成本高昂的困扰。尽管这两个反应看起来很简单，只涉及吸附的H（*H）作为唯一的表面中间体，然而尚未解决其反应机理。应该指出的是，HER/HOR中的反应中间体很可能是H_atop（*H吸附在Pt原子的顶部），这是一个多重协调的H_multiple，而不是H_upd。例如Pt（100）上的4倍位点和Pt（111）上的3倍位点。因此，在HBE_app理论中更好地建立H_atop和H_multiple相互作用与Pt表面的相关性至关重要。同时，理论模拟表明，电极电势会影响Pt和*H之间的电子分布以及Pt-H偶极矩电场相互作用，从而改变HBE和*H与界面水之间的相互作用（例如氢键）也有望影响Pt-H键长和相应的结合强度。采用可以提供电化学界面分子水平信息的原位表征技术是解决这些问题的理想方法。

有鉴于此，香港科技大学邵敏华报道了应用表面增强红外吸收光谱法直接监测在1.1至12.9的宽pH窗口中Pt表面上吸附的氢原子和界面水分子的振动行为。

文章要点

1）研究人员成功地测试了在不同pH值下氢（定性）和水（定性）结合能的pH依赖性变化。随着pH值的升高，观察到HBE被单调减弱，这可能是导致HER活性降低的重要原因。

2）研究人员通过进一步测试界面水的结构变化，阳离子/阴离子效应以及Pt-H谱带形状/强度的变化，发现测量的HBE是电场变化，*H覆盖率，Pt-水和* H-水相互作用的协同结果。

3）研究人员发现在较高pH下水分子与Pt表面之间的相互作用减弱，从而阻碍了电荷转移，这可能是在较高pH下反应动力学较慢的另一个原因。

该研究为进一步理解电催化反应的pH依赖性反应动力学提供了重要的新见解和重要的实验依据。

Shangqian Zhu, et al, The pH-Dependent Hydrogen and Water Binding Energies on Platinum Surfaces as Directly Probed through Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c01104

https://doi.org/10.1021/jacs.0c01104