通过异质结界面电子捕获调节贵金属纳米团簇的电子结构，以增强宽pH范围内的氢气释放效率

《Nano Letters》：Modulating Electronic Structures of Noble-Metal Nanoclusters via Interfacial Electron Capture in Heterojunctions for Enhanced Hydrogen Evolution in Wide-pH Region

本研究通过热处理在MoC纳米颗粒上锚定Ru纳米团簇，形成强金属-载体相互作用异质结，优化电子结构，实现全pH环境下高效析氢反应，过电位低于多数现有Ru基催化剂，并揭示双界面位点协同加速Volmer步骤的机制。

　　

设计具有定制电子结构的贵金属基异质结催化剂对于实现卓越的电催化性能至关重要。我们开发了一种通用策略，将贵金属纳米簇（约1.7纳米）锚定在MoC纳米颗粒（M-MoC，其中M可以是Ru、Pt或Ir）上，以实现高效的pH通用氢演化反应（HER）。通过在惰性条件下进行受控的热处理过程，获得了利用强金属-载体相互作用的异质结，从而精细调节电子构型。密度泛函理论（DFT）计算表明，与碳表面相比，Ru在Mo-和C-终止的MoC表面的吸附能力显著增强，这得益于稳定的Ru-Mo和Ru-C相互作用，确保了纳米簇的分散性和稳定性。紫外光电子能谱（UPS）和DFT分析证实了电子从MoC向Ru的转移，形成了Mott-Schottky异质结构，该结构优化了电荷重分布并稳定了低价态的Ru位点。Ru-MoC在碱性、中性和酸性介质中均表现出极低的过电势，性能优于大多数最新报道的Ru基催化剂。机理研究表明，这种双界面结构能够协同平衡水分解和氢吸附过程，加速Volmer步骤并提高催化效率。