Ligand Charge Donation–Acquisition Balance: A Unique Strategy to Boost Single Pt Atom Catalyst Mass Activity toward the Hydrogen Evolution Reaction

过电位 催化作用 电负性 化学 密度泛函理论 结合能 金属 物理化学 无机化学 化学物理 计算化学 原子物理学 有机化学 物理 电化学 电极
作者
Xing Cheng,Bo Xiao,Yanhui Chen,Yueshuai Wang,Lirong Zheng,Yue Lu,Hongyi Li,Ge Chen
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (10): 5970-5978 被引量:39
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c00891
摘要

Developing oxide supports for stabilizing single-atom catalysts enables more flexibility for tuning the electronic metal–support interactions (EMSIs) toward better catalytic activities. However, due to the electronegativity of oxygen anions, single-metal atoms often remain positively charged in these oxide supports and are poor at binding hydrogen species for the hydrogen evolution reaction (HER). Here, we report a ligand charge donation–acquisition balance strategy via an amorphous TiBxOy support to tune the EMSIs, which lead to the boosted HER mass activity of a single Pt atom catalyst. Based on spectroscopic characterizations, we found that Pt single atoms preferentially bonded with nearly neutral B atoms originating from TiB2-like species in the Ti–B–O framework rather than O anions. Density functional theory calculations reveal that due to the charge-transfer balance between B–O and B–Pt, the nucleophilicity of Pt was tuned to an optimum state, with an ideal hydrogen binding energy that benefits the HER. As a result, this Pt/TiBxOy catalyst achieves a high HER mass activity (37.8 A mg–1 Pt) and a turnover frequency (33.2 H2 s–1 Pt site–1) at an overpotential of 50 mV in an acid medium, outperforming commercial Pt/C by a factor of 34 and 33, respectively.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
sdd发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
3秒前
qqnn发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
Orange应助俊逸的谷梦采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
bluegenie完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
一人发布了新的文献求助10
7秒前
毕业完成签到,获得积分10
8秒前
害怕的元正完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
李子完成签到,获得积分10
10秒前
ming发布了新的文献求助10
11秒前
桃洛璟发布了新的文献求助10
11秒前
ZM发布了新的文献求助10
12秒前
我爱陶子完成签到 ,获得积分10
12秒前
lw发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
nan发布了新的文献求助10
14秒前
surivial完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
qsyr2015完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
Ava应助李少东采纳,获得10
16秒前
开朗的钻石完成签到,获得积分10
16秒前
orixero应助nihaoaaaa采纳,获得10
16秒前
可爱的函函应助inRe采纳,获得10
16秒前
enmnm发布了新的文献求助10
16秒前
CFD应助ChemNiko采纳,获得10
16秒前
SSS完成签到,获得积分10
17秒前
桐桐应助yoyo采纳,获得10
17秒前
18秒前
小曾发布了新的文献求助10
19秒前
小xun应助小瓶采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Petrology and Plate Tectonics 800
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7055051
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8718984
关于积分的说明 18458260
捐赠科研通 6575814
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3121609
关于科研通互助平台的介绍 2211764
邀请新用户注册赠送积分活动 2097240