Small：优化TiO2 NTs上的Pt单原子捕获实现最高效的光催化剂

单原子（SAs）催化已成为多相催化、电催化以及最近的光催化领域的前沿。通过多功能的方法可以实现单原子捕获，并在薄的缺陷工程TiO₂层上进行光催化反应，但要在规定的热还原条件（H₂退火）下引入的。通过钛金属阳极氧化生长的TiO₂纳米管（NTs）上的人工缺陷和自然缺陷适合捕获Ir纳米颗粒以及Ir单原子。

基于此，德国弗里德里希-亚历山大-埃尔朗根-纽伦堡大学Patrik Schmuki（通讯作者）等人报道了一种简单但非常有效的捕获和固定SAs的方法，即简单地将退火TiO₂ NTs长时间浸入Pt溶液中。

作者通过研究表明阳极TiO₂ NTs从高度稀释的Pt溶液中对Pt单原子（Pt SAs）表现出优异的捕获性能。阳极纳米管的管壁在充分退火至锐钛矿后，提供了大量合适的捕获位置，即表面Ti³⁺-O_v（O_v：氧空位）缺陷，这些缺陷非常有效地以SAs的形式提取和积累Pt。

通过将TiO₂ NTs层浸入浓度低至0.01 mm Pt的H₂PtCl₆溶液中过夜，可以实现饱和（最大化）SAs密度。

实验测试发现，这种具有表面捕获Pt SAs的TiO₂ NTs为光催化制取氢气提供了最大化的高活性。其中，在密度为1.4×10⁵ Pt原子µm^-2时达到了1.24×10⁶ h^-1的转换频率（TOF）。更高的Pt纳米颗粒负载量不会进一步增加光催化活性。

总之，这些发现表明阳极TiO₂ NTs为从非常稀的溶液中提取和回收Pt提供了一个显著的基底，直接产生了一种高效的光催化剂，该催化剂通过简单的浸泡技术制成。

Optimized Pt Single Atom Harvesting on TiO₂ Nanotubes-Towards a Most Efficient Photocatalyst. Small, 2021, DOI: 10.1002/smll.202104892.

https://doi.org/10.1002/smll.202104892.

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