通过光催化分解水/含氧化合物进行制氢反应能够有效的制备能源，除了目前在降低Pt/TiO₂模型催化剂中Pt催化剂的粒径，相关机理研究结果中关于Pt在反应过程中电子结构、稳定性仍没有较深入的理解。有鉴于此，里昂第一大学L. Piccolo等报道了STEM、现场XAS-MS在紫外光气相乙醇/水混合物催化反应过程中，原子级分散Pt/TiO₂催化剂进行表征和研究。

本文要点：

（1）

在两种常见TiO₂基底上通过简单浸渍法担载Pt，发现反应起始都通过对SAC单原子结构氧化态Pt^IV还原为Pt、Pt进行聚集现象。这种过程能够通过两种方法抑制。在担载于高表面积锐钛矿相TiO₂上，Pt单原子催化剂能够稳定在中间氧化态，同时聚集态局限在二聚体/三聚体状态；通过温和条件中进行预还原处理，进而形成Pt-Ti化学键，形成分散性特别好的近似电中性Pt物种（单原子、纳米簇），展现了较高的稳定性/活性。

具体的，对光催化气相乙醇/水混合物在UV-VIS光中，通过现场XAS、Pt-L₃进行表征，通过STEM表征反应前后样品的结构。

（2）

在煅烧处理得到的SACs催化剂中，光催化反应过程导致Pt-Pt之间会发生部分聚集、Pt物种化学键会发生部分还原。通过担载于高比表面积和表面缺陷态较多的TiO₂基底上，这种现象能明显缓解。光催化反应中催化剂稳定性/催化活性都更高，HERFD-XANES表征结果显示在光催化反应前后Pt都表现为近电中性。以上结果显示，在高比表面积锐钛矿TiO₂上通过浸渍法担载Pt，随后温和条件还原展现了简单有效策略改善催化剂稳定性的同时保证催化性能。

（3）

催化剂制备。在H₂O中将Pt(NH₃)₄(NO₃)₂沉积在TiO₂表面，随后60 ℃中干燥，300 ℃中H₂气氛中还原2 h处理。

参考文献

L. Piccolo*, P. Afanasiev, F. Morfin, T. Len, C. Dessal, J. L. Rousset, M. Aouine, F. Bourgain, A. Aguilar-Tapia, O. Proux, Y. Chen, L. Soler, and J. Llorca

Operando X-ray Absorption Spectroscopy Investigation of Photocatalytic Hydrogen Evolution over Ultradispersed Pt/TiO₂ Catalysts, ACS Catal. 2020, 10, XXX, 12696–12705

DOI: 10.1021/acscatal.0c03464

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03464