非金属基单原子催化剂(SACs)具有成本低、合成方法简单、对底物调节效果好等优点，但有关这方面的研究较少。

近日，重庆大学王煜教授，湖南大学王双印教授首次报道了在碳片载体(001)面暴露的独特的单晶Mo₂C六角纳米片阵列上成功制备了原子分散的非金属单原子磷(SAP-Mo₂C-CS)，并探讨了其HER机理。

文章要点

1）首次通过简单的煅烧步骤合成了具有(001)面曝光的单晶Mo₂C六方纳米薄片。然后采用简化的加压气辅工艺，在PH₃气氛下进行低温处理，形成了SAP-Mo₂C-CS。

2）先进的表征技术和密度泛函理论(DFT)计算揭示了单原子P与Mo原子轨道杂化后在Mo₂C表面的稳定构型。由于单个P原子的双向调节，P与周围的Mo原子键合形成局域电子态。

3）根据P原子及其邻近Mo原子的活性位形成的高活性“窗口”表明，ΔGH*在析氢过程中接近于零。这是迄今为止报道的最理想的ΔGH*。此外，SAP-Mo₂C-CS适中的d波段中心值也可以作为评价非金属基SACs中HER性能的理想标准值。

4）结果表明，SAP-Mo₂C-CS具有显著的析氢活性，超过其他非贵金属电催化剂，甚至优于商用Pt/C。

SAP-Mo₂C-CS的新颖设计和制备为构建高效非金属SACs催化剂奠定了基础。

Weiwei Fu, et al, Non-metal single-phosphorus-atom catalysis of hydrogen evolution, Angew. Chem. Int. Ed, 2020

DOI：10.1002/anie.202011358

https://doi.org/10.1002/anie.202011358