单原子催化剂(SACs)具有最大的原子利用效率和通过金属-载体的相互作用而具有独特的电子态,表现出优异的催化性能。通过结构工程在原子水平上合理地设计SAC对于高效的析氢反应(HER)具有重要意义。
有鉴于此,北京工业大学Changhao Wang和Changbao Han等人,将单原子铂固定在生长在Ag纳米线上的二维(2D)Co(OH)2纳米片上(PtSA-Co(OH)2@Ag NW),通过金属Co@Ag NW的电化学相变,构建了一种无缝导电网络杂化催化剂。
本文要点
1)Ag NW网络通过金属活性位点提供了连续的电子传输路径,从而导致极低的电荷转移电阻(Rct,0.7Ω),并且分级的纳米结构具有较大的电化学表面积,可实现高原子利用效率和丰富的质量传输路径用于氢的产生和释放。
2)此外,模拟表明合成的催化剂显示出较强的金属-载体相互作用,并且与Co(OH)2载体配合后,Pt位点的电荷密度和电子结构发生重构,从而在Pt位点附近产生了一个局部尖端增强电场区。
3)因此,合成的PtSA-Co(OH)2@ Ag NW催化剂显示出出色的HER活性,在1.0 M KOH中达到10 mA cm-2的电流密度仅需要29 mV的超电势,并且其质量活性比市售Pt/C催化剂高22.5倍。
参考文献:
Kai Ling Zhou et al. Seamlessly conductive Co(OH)2 tailored atomically dispersed Pt electrocatalyst with a hierarchical nanostructure for an efficient hydrogen evolution reaction. Energy Environ. Sci., 2020.
DOI: 10.1039/D0EE01347A
https://doi.org/10.1039/D0EE01347A