郑大李保军/梁二军Small: 1+1>2! 双重氧空位和Pt协同促进水离解

水分子的解离作为煤化学、气体转化和氢能中重要的决速步骤，其对于清洁能源工业来说具有重要意义。然而，水分子解离的高能耗仍然是相应领域发展的障碍。因此，催化剂的合理设计和构建有利于加快反应速率和提高整体能量效率，以实现高效水解离。

近日，郑州大学李保军、梁二军等制备了一种 TiO₂负载的Pt纳米粒子和NiO_x纳米簇催化剂(PtNiO_xTV_O)，通过双重氧空位(V_O)催化策略来促进Pt纳米颗粒上的有效水离解。

在298 K下，在氨硼烷(AB)溶液水解中，PtNiO_xTV_O的TOF值为618 min^-1，远大于10 wt.% Pt/C(TOF值仅为191 min^-1)。PtNiO_xTV_O的TOF值在10次循环后仍保持在80.9%以上，显示出优异的活性和循环稳定性。

另外，光谱表征表明，PtNiO_xTV_O增加的TOF值完全归因于TiO₂-V_O和NiO_x的存在，PtNiO_xTV_O中V_O的存在促进了高效水解离。

密度泛函理论(DFT)计算和实验表明，双重V_O以两种方式显着促进水离解：TiO₂中的V_O1负责解离水分子；此外，电子从NiO_x中的V_O2转移到Pt进一步提高了Pt解离AB分子和水分子的能力。

因此，双重V_O(V_O1和V_O2)有效地促进了PtNiO_xTV_O上的水解离，从而在AB水解中产生了非常高的活性。这种对双重V_O催化的机理探究为在能源化学领域合理设计多相催化材料提供了新见解。

Engineering Bimodal Oxygen Vacancies and Pt to Boost the Activity Toward Water Dissociation. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202105588

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