孙学良Small: 揭示Pt单原子催化剂在电催化析氢和氧还原反应过程中的性质

雨辰

2021-02-20

单原子催化剂（SAC）由于其出色的催化活性和选择性而备受关注。然而，在实际反应条件下SACs活性位点的性质是模糊的。

有鉴于此，加拿大西安大略大学孙学良(Xueliang Sun)教授等人，通过原子层沉积，在石墨氮化碳(g‐C₃N₄)衍生的氮掺杂碳纳米片(Pt₁/NCNS)上实现了高负载铂单原子。

本文要点

1）已经通过ALD成功实现了高负载Pt₁/NCNS SAC。HAADF‐STEM，XAS和XPS证明存在单分散的Pt₁原子。

2）在析氢反应(HER)和氧还原反应(ORR)中，对铂单原子和纳米粒子(NPs)进行了Operando X射线吸收光谱(XAS)。operando结果表明，在HER条件下，Pt₁原子的Pt 5d轨道的总空位密度高于Pt NPs的空位密度，并且在Pt₁/NCNS上的ORR过程中形成了稳定的Pt氧化物，这可能会抑制O₂的吸附和活化。

总之，该工作揭示了在实际HER和ORR条件下Pt单原子的性质，为设计SAC提供了更深入的理解。

参考文献：

Junjie Li et al. Unveiling the Nature of Pt Single‐Atom Catalyst during Electrocatalytic Hydrogen Evolution and Oxygen Reduction Reactions. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202007245

https://doi.org/10.1002/smll.202007245