碱金属阳离子（AM⁺）对铂（Pt）在水溶液中的催化活性有深远的影响，然而，由于目前人们对于AM⁺与Pt表面在界面内相互作用的认识有限，尚不清楚其潜在的机理。

近日，美国东北大学Qingying Jia报道了采用原位X射线吸收光谱结合FEFF从头算，排除了碱性溶液中AM+和羟基(OH_ad)的特异性吸附，但不排除界面水在氢欠电位沉积（H_UPD）电位区内的氧面朝向Pt表面（H₂O↓_ad）。研究表明，AM⁺会极大地影响H_UPD峰和碱性溶液中Pt的析氢/氧化反应（HER/HOR）动力学。

文章要点

1）H₂O↓_ad专一的吸附在配位不足的Pt表面上，并与配位至AM⁺的水分子键合，从而在界面上形成Pt-H₂O↓_ad‧‧‧[(H₂O)_x-AM]⁺的三明治结构。同时，H₂O↓_ad‧‧‧[(H₂O)_x-AM]⁺与H_ad之间的交换产生尖锐的H_UPD峰。

2）AM⁺通过非共价相互作用削弱了Pt-H₂O↓_ad键，进而使H_UPD峰正向移动，延缓了H_ad的氧化去除，从而阻碍了HOR。AM+通过在H₂O↓_ad解离后促进以OH_ad‧‧‧[(H₂O)_x-AM]⁺的形式除去OH_ad来促进Pt的HER。

Li Jiao, et al, In Situ Identification of Non-Specific Adsorption of Alkali Metal Cations on Pt Surfaces and Their Catalytic Roles in Alkaline Solutions, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c02762

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02762