使用金屬單原子(SAs)作為助催化劑目前成為一種增強光催化制氫性能的策略。
有鑒于此,埃爾朗根-紐倫堡大學Patrik Schmuki等報道一種修飾低載量Pt單原子的策略,這種方法使用高度稀釋的鉑氯酸溶液直接將較低數量Pt SAs(<0.1 at. %)修飾在剝離的石墨相氮化碳(C3N4)上。
作者發現這種技術將高分散性Pt SAs(0.03 wt %)修飾,就能夠實現降低整體電荷轉移的電阻,提高光催化效率。這種低載量Pt SAs/C3N4催化劑制氫性能達到1.66 mmol h-1 mgPt-1,能夠避免團聚,甚至在時間更久的光催化反應中,沒有觀測到光導致Pt聚集的現象。
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這種高活性和高穩定性來自于位點選擇性的配位修飾在C3N4上。這種低載量Pt SAs的制氫催化性能比其他沉淀Pt SAs的技術更好,比等量的Pt納米粒子或者更高載量的Pt納米粒子性能更好。最好的Pt SAs修飾C3N4催化劑的光催化制氫性能是Pt納米粒子修飾C3N4催化劑的~5.9倍。
參考文獻
Nawres Lazaar, Siming Wu, Shanshan Qin, Abdessalem Hamrouni, Bidyut Bikash Sarma, Dimitry E. Doronkin, Nikita Denisov, Hinda Lachheb, Patrik Schmuki, Single‐Atom Catalysts on C3N4: Minimizing Single Atom Pt Loading for Maximized Photocatalytic Hydrogen Production Efficiency, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202416453
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202416453