二维（2D）PtSe₂由于其出色的催化活性和电导率已成为一种有前途的超薄电催化剂。然而，PtSe₂基面对析氢反应(HER)是惰性的，这极大地限制了其电催化性能。

有鉴于此，清华大学焦丽颖副教授和北京邮电大学卢鹏飞教授等人，根据理论计算，设计了一种简单的方法，通过在温和的Ar等离子体处理中同时引入Se、Pt和Pt团簇的原子空位来激活二维PtSe₂基面。

本文要点

1）理论计算表明，在二维PtSe₂基面上引入空位和Pt原子，可以降低吸附氢的绝对吉布斯自由能值(|ΔGH|)，从而大大增加2D PtSe₂上的活性位点数量。为了通过实验引入这些预测的活性位点，用温和的Ar等离子体处理了2D PtSe₂，并确认了在等离子体蚀刻的早期产生了原子空位，然后通过结合各种光谱学和微观表征，通过长时间蚀刻形成了Pt簇。

2）对不同处理阶段的PtSe₂薄片的电化学测量表明，Se和Pt空位的形成明显提高了二维PtSe₂的HER活性，并且可以通过生成Pt团簇进一步提高性能。

3）在优化条件下处理的2D PtSe₂的基面显示出显著增加的电催化活性，电流密度为10 mA/cm²所需的过电位为11 mV（vs RHE）,Tafel斜率约为48 mV/dec，优于各种2D TMDCs电催化剂。

总之，该工作证明了活化2D PtSe₂作为HER超薄催化剂的巨大潜力，并为2D电催化剂的合理设计提供了新的见解。

参考文献：

Xiaofan Ping et al. Activating a Two-Dimensional PtSe₂ Basal Plane for the Hydrogen Evolution Reaction through the Simultaneous Generation of Atomic Vacancies and Pt Clusters. Nano Lett., 2021.

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00380

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00380