铂(Pt)单一中心催化剂(SSCs)是一种很有前途的用于清洁能源制氢技术的催化剂。它们具有很高的活性和最大的Pt原子利用率。然而,人们对Pt在操作过程中的键合环境知之甚少。
基于此,牛津大学Mauro Pasta利用Operando同步加速器X射线吸收光谱对Pt SSCs进行了研究。
文章要点
1)研究人员在石墨烯上合成了以苯胺和氯化物为配体的原子分散的Pt配合物,并利用电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、X射线吸收近边结构谱(XANES)和扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)对其进行了表征。
2)Operando EXAFS和XANES研究表明,当施加负偏压时,Pt-N键首先断裂,然后是Pt-Cl键。在0 V的析氢反应(HER)开始时,Pt从Pt(II)还原为金属Pt(0)。此外,还观察到Pt-Pt键的增加,表明Pt形成了团聚。综上所述,这些结果表明,当苯胺被用来制备Pt SSCs时,在操作电位下,单一Pt配合物被分解,Pt聚集在一起。
这项工作对理解SSCs中键合环境的演化具有重要意义,并为Pt团聚如何导致SSCs随时间失活提供了一些分子方面的见解。
参考文献
Peng Tang, et al, Elucidating the Formation and Structural Evolution of Platinum Single-Site Catalysts for the Hydrogen Evolution Reaction, ACS Catal. 2022
DOI: 10.1021/acscatal.1c05958
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c05958