开发低成本、高效率的析氢反应（HER）催化剂是实现大规模、清洁、可持续的水分解制氢的关键。调整催化剂的界面结构已成为优化催化剂本征催化活性的一种有效策略。

近日，厦门大学周志有教授，英国拉夫堡大学Wen-Feng Lin，安徽师范大学盛天博士报道了通过使用新制备的强还原性Ti(III)氧化物作为载体沉积Ru纳米催化剂，开发了一种制备负载在部分还原的金红石型TiO₂上的Ru纳米颗粒（Ru/r-TiO₂）的简便方法。

文章要点

1）所制备的Ru/r-TiO₂纳米复合催化剂在碱性介质中对HER表现出了优异的性能，仅需15 mV的小过电位即可提供10 mA cm^-2的基准电流密度，在100 mV的过电位下的周转频率高达8.74 s^-1，明显优于未加Ti(III)氧化物的对照样品和商用Pt/C催化剂。

2）密度泛函理论（DFT）计算表明，Ru/r-TiO₂优异的碱性HER性能得益于r-TiO₂能促进水解离动力学生成H*和OH*，而r-TiO₂上存在的氧空位会削弱OH*的吸附，促进其脱附，释放Ti位点继续水解离和析氢。关于表面氧空位与OH*吸附能及其催化活性的定量关联有待进一步研究。

本工作为高性能HER催化剂的设计提供了一种有效的策略。

参考文献

Li-Na Chen, Su-Heng Wang, Peng-Yang Zhang, Zhi-Xin Chen, Xiao Lin, Hui-Juan Yang, Tian Sheng, Wen-Feng Lin, Na Tian, Shi-Gang Sun and Zhi-You Zhou, Ru nanoparticles supported on partially reduced TiO₂ as highly efficient catalyst for hydrogen evolution, Nano Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106211

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106211