具有单一原子位的催化剂可以高度调节多相催化剂的活性、稳定性和反应性。因此，对相关机理的原子学理解对于同时提高本征活性、位点密度、电子传输和稳定性至关重要。

近日，澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授，阿德莱德大学乔世璋教授，清华大学李亚栋院士报道了一种策略来优化闪锌矿Ni_xZCS QDs中原子分散的Ni，以最大限度地提高其在太阳光驱动下的高效和持久的光催化水分解的性能。

文章要点

1）以金属氯化物和硫代乙酰胺（TAA）为前驱体，油胺（OLA）为还原剂和稳定剂，采用热注射法制备了化学计量比的ZCS QDs。将Ni分散到ZCS QDs中，得到了四个Ni_xZCS（x=0.015625，0.03125，0.0625和0.125）QDs。

2）分散在ZCS QDs中的微调Ni原子具有18.87 mmol h^-1 g^-1的超高光催化制氢活性。

3）由实验研究和DFT计算相结合，揭示了高光催化性能的机理。这包括：i）所制备的Ni_0.03125ZCS QDs具有高活性的单价Ni(I)在(111)面上的有利的表面工程；ii）各向异性(110)/(111)界面之间的表面异质结，以加强由于BIEF的载流子分离；iii）合适的表面H2吸附热力学。

这项工作证明了QDs的物理化学性质在高效光催化制氢中的协同调节作用。因此，所报道的方法可以为优化催化剂中多相元素的准确引入量提供一条有效的途径，从而同时提高催化剂的本征活性、中心密度、电输运和稳定性。

D. W. Su, et al, Atomically dispersed Ni in cadmium-zinc sulfide quantum dots for high-performance visible-light photocatalytic hydrogen production, Sci. Adv. 2020

DOI: 10.1126/sciadv.aaz8447

http://advances.sciencemag.org/content/6/33/eaaz8447