缺陷工程可通过精细调节活性位点的局部电子结构和几何结构，在催化剂中创造出各种空位构型。然而，实现对这些缺陷的精确控制和识别仍是一项重大挑战，而且催化剂中空位构型（尤其是成簇或缔合的空位构型）的原因仍不为人所了解。

有鉴于此，浙江大学翁小乐教授等报道在纳米尺寸的镍掺杂二氧化钛中对三重O-Ti-O空位缔合结构（V_OV_TiV_O）的可控制备与定量识别。

本文要点：

（1）

实验和理论计算的结果表明，吸附在不饱和阳离子位点的末端羟基在促进三重空穴V_OV_TiV_O的形成过程中发挥着关键作用，能够增强水分子的解离，并且有助于解离后形成的OH*脱质子，实现缺陷位点的再生。相比的单个V_O容易因为解离后的桥连羟基积累而饱和，导致活性位点数量逐渐减少。

（2）

V_OV_TiV_O在Ni掺杂TiO₂中的关键作用使得具有更加优异的HER反应和加氢脱氯反应性能。

这项研究工作显著的表明设计空位相关的活性位点起到的重要性，有助于设计用于高效水参与反应的高活性、高选择性催化剂。

参考文献

Bi, F., Meng, Q., Zhang, Y. et al. Engineering triple O-Ti-O vacancy associates for efficient water-activation catalysis. Nat Commun 16, 851 (2025). 

DOI: 10.1038/s41467-025-56190-5

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56190-5