光生电子的有效转移和利用是通过光催化水分解实现高效制氢的关键因素。除了助催化剂的活性之外，助催化剂和半导体之间的界面也至关重要。

近日，陕西师范大学刘生忠教授，Junqing Yan，苏州大学李有勇教授，澳大利亚斯威本科技大学Tianyi Ma报道了理论指导的SA-Pt掺杂的CN助催化剂的合成，以有效地用于光催化制氢。

文章要点

1）研究人员利用密度泛函理论（DFT）计算来揭示Pt纳米颗粒可以在高温下转化为掺杂到CN中的SA-Pt。然后，通过高温煅烧途径实验合成了掺有SA-Pt的CN（Pt₁-CN）和CuS的复合材料（Pt₁-CN@CuS）。

2）所设计的Pt₁-CN@CuS在LED灯（450、530、550和610）的照明下表现出13.9、25.4、11.8和10.2 mmol h^-1的可见光光催化H2生成量，相应的AQY值分别为30.8％，50.3％，22.2％和19.2％。此外，在AM 1.5照明下，整个水分解过程的STH转换效率也为0.5％。

3）实验结果表明，CN中的单原子Pt掺杂可以降低H2演化的超电势，从而大大提高反应动力学，降低载流子迁移的界面阻力。

这项工作不仅为合成单原子掺杂引入了一种有效的方法，而且还提供了对光催化界面过程的基本了解。

Junqing Yan, et al, Breaking Platinum Nanoparticles to Single-Atomic Pt-C₄Co-catalysts for Enhanced Solar-to-Hydrogen Conversion, Angew. Chem. Int. Ed. 2020

DOI: 10.1002/anie.202013206

https://doi.org/10.1002/anie.202013206