开发巧妙的策略来提高钌（Ru）的活性和稳定性是推动Ru基电催化剂发展的关键。空位工程是调节电催化剂催化活性的典型策略。然而，直接在纯金属Ru中产生空位具有一定的挑战，所要求的条件极其严格，而且由于晶体结构的完整性被破坏，将导致不稳定。

近日，哈工大李保强教授，浙江农林大学李彩彩报道了通过将Ru与富含空位的CDs缔合，成功地获得了具有丰富空位的Ru@CDs。

文章要点

1）研究人员通过简单的两步合成法获得Ru@CDs，首先，通过简单的水热过程获得了CDs，热还原使CDs具有丰富的空穴和多官能团，为捕获和配位钌离子提供了潜在的平台，形成稳定的Ru³⁺-CDs配合物。然后，通过二次水热和热解处理，超细Ru纳米粒子成功地锚定在CDs上，形成Ru@CDs。

2）研究发现，CD的限制阻止了Ru的聚集并提高了其稳定性。实验结果显示，Ru@CDs在10 mA cm⁻²（1.0 m KOH中30 mV）下表现出极低的过电位和22 mV decade⁻¹的小塔菲尔斜率，其HER活性与20%Pt/C在碱性条件下相当。

3）光谱表征和密度泛函理论（DFT）计算表明，Ru@CDs中丰富的空位和较强的电子相互作用促进了水的解离，调节了氢的吸附和脱附，从而协同促进了HER活性的提高。

所报道的Ru@CDs催化剂丰富了Ru基催化剂库，同时也为后续新型高效催化剂的设计提供了思路。

参考文献

Zonglin Liu, et al, Strong Electron Coupling of Ru and Vacancy-Rich Carbon Dots for Synergistically Enhanced Hydrogen Evolution Reaction, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202102496

https://doi.org/10.1002/smll.202102496