在追求新型能源的背景，设计和合成具有超高原子利用率的高性能无贵金属光催化剂用于析氢反应（HER）仍然是一个挑战。

有鉴于此，湖南大学张长教授、Chi Ma等报道简化的合成过程中，通过在模拟阳光下照射预先处理形成缺陷的CdS/Co悬浮液（Co-DCdS Ss），原位在其上固定单原子，同时进行光催化制氢反应，改善光催化制氢性能。

本文要点

（1）

原位合成的单原子Co光催化剂（Co5:DCdS）与Co-DCdSSs（18.09 mmol g⁻¹ h⁻¹）相比，催化性能进一步提高（60.10 mmol g⁻¹ h⁻¹），在500 nm处达到57.6%的表观量子产率，在一个太阳光模拟（AM 1.5G）达到6.26 %的太阳能化学能转换效率（SCC）。

（2）

深入的表征和密度泛函理论（DFT）计算证明，Co单原子增强镉空位（V_Cd）附近两个配位S原子的不对称电荷分布。构建了催化剂表面电子离域V_Cd和Co单原子之间的协同作用，这些双功能位点负责促进水吸附解离和析氢。这项研究深化对表面缺陷与金属单原子协同作用的潜在机制的理解，为发展光催化先进材料开辟了发展前景。

参考文献

Kaihua Yang, Yicai Huang, Tantan Wang, Yiming Li, Yating Du, Juan Ling, Ziyi Fan, Chang Zhang, Chi Ma, In-Situ Anchoring of Co Single-Atom Synergistically with Cd Vacancy of Cadmium Sulfide for Boosting Asymmetric Charge Distribution and Photocatalytic Hydrogen Evolution, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202409832

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409832