將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的光催化被認為是解決當(dāng)前能源和環(huán)境問題的非常有前途的解決方案。光催化體系的性能在很大程度上取決于活性位點(通常是助催化劑)的表面電荷狀態(tài)，因為光敏劑和助催化劑之間的肖特基結(jié)促進了它們之間的電荷轉(zhuǎn)移，并最終促進了它們到反應(yīng)物分子之間的轉(zhuǎn)移，從而促進了光催化劑的吸附和活化。后者。

與現(xiàn)有的以助催化劑為中心的報告形成對比，例如非貴金屬的發(fā)展，粒度和分布控制，暴露的晶體面及其與光敏劑的界面接觸，助催化劑對助催化劑表面電荷狀態(tài)的調(diào)控等。改變其微觀結(jié)構(gòu)為促進光催化提供了巨大的機會，但仍然極為罕見。

在這項工作中，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的江博士的研究小組已經(jīng)實現(xiàn)了通過控制雙金屬Pd @ Pt微觀結(jié)構(gòu)和Pt配位環(huán)境來優(yōu)化Pt表面電荷狀態(tài)的目標(biāo)。

雙金屬核-殼結(jié)構(gòu)的Pd @ Pt NP已通過光敏且有代表性的金屬有機骨架(MOF)UiO-66-NH 2原位制備并穩(wěn)定。Pd 10 @Ptx助催化劑的微觀結(jié)構(gòu)可以從核-殼到單原子合金(SAA)進行精確控制，在此期間，可以通過精確而簡單地調(diào)整Pt含量來改變Pt配位環(huán)境。

考慮到Pd和Pt的工作功能不同，Pd和Pt之間的電荷會重新分布，并伴隨Pt配位環(huán)境的變化，從而實現(xiàn)Pt部位表面電荷狀態(tài)的調(diào)節(jié)。

結(jié)果，所有的Pd @ Pt / MOF都表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化制氫活性，這是由于富電子的Pt位受益于電荷的再分配作用。此外，具有SAA助催化劑的優(yōu)化Pd 10 @Pt 1 / MOF復(fù)合材料具有最富電子的Pt，具有極高的光催化制氫活性，遠遠超過其對應(yīng)的制氫能力(見圖)。

這是關(guān)于SAA共催化向光催化的第一份報告。它為SAA催化劑的制備提供了設(shè)計策略和合成方案，并為基于SAA的光催化開辟了一條新途徑。此外，作為經(jīng)典肖特基結(jié)策略的替代方法，這項工作引入了一種通過調(diào)節(jié)助催化劑的微觀結(jié)構(gòu)(尤其是配位環(huán)境控制)來增強光催化作用的電荷狀態(tài)優(yōu)化的新方法。