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 Atom(片上系统) 化学 密度泛函理论 结合能 金属 氧化物 物理化学 无机化学 计算化学 原子物理学 有机化学 嵌入式系统 物理 电化学 计算机科学 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 卷期号:12 (10): 5970-5978 被引量:17
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
cctv18应助Star1983采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
831143完成签到 ,获得积分0
4秒前
ZZZ发布了新的文献求助10
5秒前
个性凡儿完成签到,获得积分10
6秒前
酸化土壤改良应助娟子采纳,获得10
7秒前
8秒前
guoweismmu发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
江水居士发布了新的文献求助10
9秒前
XX完成签到,获得积分10
10秒前
小准关注了科研通微信公众号
13秒前
ZSM911发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
18秒前
搜集达人应助浅音采纳,获得10
19秒前
19秒前
21秒前
kiterunner完成签到,获得积分10
22秒前
老迟到的凌青完成签到,获得积分10
22秒前
陆驳发布了新的文献求助10
23秒前
答案发布了新的文献求助10
24秒前
evilbatuu发布了新的文献求助20
24秒前
26秒前
mint-WANG完成签到,获得积分10
26秒前
Justtry发布了新的文献求助10
28秒前
鳗鱼发布了新的文献求助20
29秒前
小潘同学完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
飘逸依柔关注了科研通微信公众号
33秒前
34秒前
完美世界应助ysta采纳,获得10
35秒前
36秒前
xxy完成签到,获得积分20
37秒前
爆米花应助Kevin Li采纳,获得30
38秒前
思恩Shen发布了新的文献求助10
40秒前
40秒前
evilbatuu发布了新的文献求助20
40秒前
拼搏的勒完成签到 ,获得积分10
40秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2454319
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2126130
关于积分的说明 5414758
捐赠科研通 1854787
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922484
版权声明 562340
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493566