​川大/南科大/南航AM：Pt@MoCx助力HER

铂（Pt）基催化剂在氢化学和电化学的多种催化应用中，例如析氢反应（HER）占据关键位置。然而，由于电子轨道的能级分布不同，吸附在载体上的Pt原子通常会导致金属Pt的电子结构和HER行为严重失配。

基于此，四川大学程冲研究员和邱逦教授、南方科技大学王阳刚副教授以及南京航空航天大学王毅教授（共同通讯作者）等人报道了使用具有强Pt-O-金属共价键的以Pt为中心的多金属氧酸盐框架在金属碳化物（即Pt_doped@WC_x和Pt_doped@MoC_x）中设计晶格限制的原子Pt。

实验测试发现，Pt_doped@WC_x和Pt_doped@MoC_x都表现出与Pt@C竞争的HER性能。值得注意的是，碳化钨（WC）中晶格受限的原子Pt（Pt_doped@MoC_x，Pt和W的原子半径均为1.3 Å）表现出接近零的价态和与金属Pt相似的电子结构，从而提供匹配的能级分布Pt 5d_z2和H 1s轨道和类似的酸性析氢行为。因此，在吸附H*时提供与金属Pt表面相似的催化行为，远优于吸附的Pt位点在WC（Pt_ads@WC_x）上。

此外，WC降低了水的解离能垒，有利于水解离和H*传输，在碱性条件下Pt_doped@MoC_x的质量活性（在ƞ=150 mV时为49.5 A mg_Pt^-1）是Pt@C的40倍。总之，合成的Pt_doped@MoC_x在酸性和碱性溶液中均显着优于许多已报道的Pt基HER催化剂。这些发现为构建用于广泛催化反应的急需的原子级催化剂提供了一种新的通用途径。

Crystalline Lattice-Confined Atomic Pt in Metal Carbides to Match Electronic Structures and Hydrogen Evolution Behaviors of Platinum. Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202206368.

https://doi.org/10.1002/adma.202206368.