Nat. Commun.：原子层沉积法制备Pt-Ru双金属二聚体催化剂及其HER活性位点的确定

芣苢

2019-10-31

单原子催化剂（SACs）是近年来的研究热点。通过将催化剂尺寸减小到单个原子水平，原子利用效率将最大化。同时，可通过催化剂的配位数，量子尺寸效应以及与载体的相互作用来调节催化剂的电子结构。因此，与金属NPs相比，SACs通常表现出独特的催化性能。最近的研究发现，由于两种元素的电子结构之间的协同作用，双金属位点催化剂如Fe–Co和Co–Zn等的活性大大增强。然而，双金属位点催化剂都是通过同时热解两种金属前体合成的，这不能精确地控制每个金属位点的位置。因此，合成高质量的一对一的A-B双金属二聚体结构仍然是一个巨大的挑战。近日，西安大略大学Xueliang Sun，北京计算科学研究中心Li-Min Liu，麦克马斯特大学Gianluigi A. Botton等通过原子层沉积（ALD）法成功地制备了高质量的一对一的A-B双金属二聚体结构（Pt-Ru二聚体）催化剂。与商用Pt/C催化剂相比，Pt-Ru二聚体显示出更高的析氢反应活性（超过50倍）和出色的稳定性。X射线吸收光谱表明，Pt-Ru二聚体结构模型包含一种Pt-Ru键合构型。第一性原理计算表明，Pt-Ru二聚体通过调节电子结构产生协同效应，从而增强了析氢活性。该项工作为合理设计具有良好活性和稳定性的双金属二聚体奠定了基础，该双金属二聚体在各种催化反应中具有巨大的潜力。

Lei Zhang, Rutong Si, Hanshuo Liu, Li-Min Liu*, Gianluigi A. Botton,* Xueliang Sun,* et al. Atomic layer deposited Pt-Ru dual-metal dimers and identifying their active sites for hydrogen evolution reaction. Nat. Commun., 2019

DOI: 10.1038/s41467-019-12887-y

https://www.nature.com/articles/s41467-019-12887-y