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鞏金龍/展思輝/王鵬飛AFM：提高近49倍！Pt1/Cu-ZIS高新光催化HER

單原子光催化劑在增強電荷轉移動力學方面顯示了其迷人的優勢。然而，通過金屬摻雜來合理設計配位點以穩定孤立原子仍然面臨巨大的挑戰。

近日，天津大學鞏金龍教授、南開大學展思輝教授和河北工業大學王鵬飛講師（共同通訊作者）等人報道了一種單晶胞ZnIn₂S₄（ZIS）納米片，其中含有豐富的Cu摻雜劑作為合適載體來實現單原子Pt催化劑（Pt₁/Cu-ZIS），從而揭示了金屬-單原子-金屬摻雜劑在原子水平上的相互作用。

通過實驗結果和密度泛函理論（DFT）計算突出了Cu摻雜ZIS中單個Pt原子的獨特穩定效應（Pt-Cu相互作用），而在初始ZIS中觀察到明顯的Pt團簇。

具體而言，Pt-Cu相互作用除了表面上的三個S位外，還提供了一個額外的配位位點，導致了更高的擴散勢壘，使單個原子在表面上更穩定。

除了穩定Pt單原子外，Pt-Cu相互作用還可以作為有效的通道將電子從Cu陷阱態轉移到Pt活性位點，從而提高電荷分離和轉移效率。

值得注意的是，Pt₁/Cu-ZIS催化劑表現出極好的活性，其光催化析氫速率為5.02 mmol g^-1 h^-1，幾乎是原始ZIS的49倍。

Pt-Cu Interaction Induced Construction of Single Pt Sites for Synchronous Electron Capture and Transfer in Photocatalysis. Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202104343.

https://doi.org/10.1002/adfm.202104343.

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