氢氧化物负载的原子结构，特别是单原子，为活性微环境调节提供了广泛的范围，以提高催化性能，但很少有人探索单氢氧化物和双氢氧化物之间的电子协同作用。

近日，江西理工大学Lihua Zhu，香港大学Zhengxiao Guo，中科院福建物构所Guoliang Chai，季华实验室Zhiqing Yang提出了一种构建Pt₁/(Co,Ni)(OH)₂/C单原子催化剂（SAC）的方法。Pt单原子Pt₁稳定并锚定在有缺陷的(Co,Ni)(OH)₂的表面上，后者进一步负载在炭黑上。

文章要点

1）Pt₁/(Co,Ni)(OH)₂/C SAC催化剂表现出远优于Pt₁/Co(OH)₂/C、Pt₁/Ni(OH)₂/C、Pt₁/C和商业20 wt% Pt/C的析氢反应(HER)活性。特别地，它表现出几乎零起始过电位和突出的HER电催化质量活性，在0.09 V时分别是Pt1/C的29.7倍和商业20 wt% Pt/C的115.9倍。在100 mA cm^-2下24小时的计时电位法测试和20000次循环的循环伏安法测试后，衰减可以忽略不计。

2）拉曼光谱表明水分解的Volmer步骤(H-OH键断裂)发生在(Co,Ni)(OH)₂的缺陷位置附近。

3）密度泛函理论(DFT)计算证实了Pt单原子和双金属(Co,Ni)(OH)₂之间的电子协同作用，这产生了Pt的稳定锚定和适当的*H吸附能，实现快速析氢。

这一工作为发展SACs开辟了一条新的途径，并带来了通过单氢氧化物和双氢氧化物之间的电子协同的异质原子配位来提高SACs催化性能的Pt单原子的有效电子调谐的新认识。

参考文献

An Pei, et al, Effective electronic tuning of Pt single atoms via heterogeneous atomic coordination of (Co,Ni)(OH)₂ for efficient hydrogen evolution, Energy Environ. Sci., 2023

DOI: 10.1039/D2EE02785B

https://doi.org/10.1039/D2EE02785B