負電荷Pt的獨特氫吸附特點在增強電催化HER反應中起到關鍵作用。但是原子分散Pt位點通常通過非金屬鍵與載體結合,導致產生高氧化態。
有鑒于此,臺州學院鐘文武教授、杭州電子科技大學高彤教授等報道在含有氧缺陷的NiFe-LDH載體上修飾原子分散性Pt位點。
本文要點:
(1)
Pt和NiFe-LDH之間的電子轉移主要通過Pt-Ni化學鍵而不是Pt-O化學鍵。NiFe-LDH的氧缺陷促進更多的電子從Ni轉移到Pt,因此降低Pt的價態,增強產氫性能。與此同時,Ni的價態提高,導致催化劑的親水性增加,降低水解解離能壘。
這種催化劑具有優異性能,在1 M KOH和1 M KPi達到10 mA cm-2電流密度的過電勢分別為4 mV和9 mV。此外,催化劑的質量活性分別達到Pt/C的51.5倍和23.7倍。
(2)
這項研究展示理性設計擔載金屬催化劑的配位環境和電子結構增強電催化性能的新型策略。
參考文獻
Shijie Shen, Qingao Li, Huanhuan Zhang, Dian Yang, Junjie Gong, Lin Gu, Tong Gao, Wenwu Zhong, Negative-Valent Platinum Stabilized by Pt─Ni Electron Bridges on Oxygen-Deficient NiFe-LDH for Enhanced Electrocatalytic Hydrogen Evolution, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202500595
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500595