为了提高电催化剂的电活性和稳定性，研究人员开发了各种调制策略应用到纳米催化剂中。在各种方法中，杂原子掺杂被认为是改变局部成键环境和电子结构的有效方法。同时，新型二维纳米结构的设计也为实现高效的电催化剂提供了新的机遇。

基于此，厦门大学黄小青教授，香港理工大学黄勃龙教授报道了采用湿化学方法设计并合成了超薄Mn掺杂的Ru纳米片分支（RuMn NSBs）。

文章要点

1）RuMn NSBs具有超薄特性（厚度≈1.09 nm），由众多边缘丰富的纳米级分支组成。同时，在Ru晶格中引入Mn原子改变了Ru的电子结构。

2）由于其结构的优点和电子结构的优化，RuMn NSBs在酸性和碱性电解液中都实现了优异的电催化水分解性能。具体而言，RuMn NSBs用于1 m KOH中的HER和0.5 m H₂SO₄中的OER分别只需要20 mV和196 mV的低过电位，即可获得10 mA cm⁻²的电流密度。更吸引人的是，在用于整体水分解时，只需要在0.5 m H2SO4和1 m KOH中分别提供1.456 V和1.452 V的超低电压，即可获得10 mA cm⁻²的电流密度。此外，在0.5 m H₂SO₄中，RuMn NSBs的水分解耐久性可达125 h。

3）密度泛函理论（DFT）计算表明，Mn的引入为Ru位的价态提供了灵活的调制空间。Ru-4d带和Mn-3d带表现出相反的趋势，由于附近Mn位点的平衡作用，提高了表面Ru位点的电活性和稳定性。

这项工作为今后设计高性能、高耐久性的先进Ru基电催化剂提供了重要的启示。

参考文献

Leigang Li, et al, Compensating Electronic Effect Enables Fast Site-to-Site Electron Transfer over Ultrathin RuMn Nanosheet Branches toward Highly Electroactive and Stable Water Splitting, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202105308

https://doi.org/10.1002/adma.202105308