近日,化學化工學院鐘文武教授團隊在國際頂級學術期刊《Advanced Materials》上發(fā)表了題為《Negative-Valent Platinum Stabilized by Pt-Ni Electron Bridges on Oxygen-Deficient NiFe-LDH for Enhanced Electrocatalytic Hydrogen Evolution》的研究論文(DOI: 10.1002/adma.202500595)。該論文的研究成果為提升電催化析氫反應的效率提供了新的策略,并且展示了負價鉑原子在催化中的獨特作用。

催化反應機理示意圖
該研究的核心成果在于提出了一種新型催化劑設計思路:將鉑原子通過鉑-鎳電子橋錨定在含氧缺陷的鎳鐵層狀雙氫氧化物上,從而有效降低鉑的價態(tài),改善了其對氫的吸附能力。這一機制與傳統(tǒng)的鉑-氧鍵結合不同。研究表明,鎳鐵層狀雙氫氧化物中的氧空位不僅促進了鉑原子電子轉(zhuǎn)移,而且提高了鎳的親水性,進而降低了水解反應的能壘。這使得該催化劑在電催化析氫反應中表現(xiàn)出了極低的過電位,且其質(zhì)量活性分別是商業(yè)Pt/C催化劑的51.5倍和23.7倍。該催化劑不僅提升了析氫反應的效率,還展示了通過合理設計金屬催化劑的配位環(huán)境和電子結構來增強催化性能的巨大潛力。
本研究得到了臺州學院、清華大學、杭州電子科技大學等合作單位的大力支持,同時獲得了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金等項目的資助。
文章鏈接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500595