缺陷富集异金属纳米片锚定PtCo团簇用于高效电催化析氢

本文报道了一种通过缺陷工程策略将PtCo双金属团簇锚定在MoS2/Co9S8/Ni3S2@Ni3Se2异质结构上的创新方法。该催化剂在碱性条件下仅需18 mV过电位即可达到10 mA cm?2的析氢反应(HER)活性，其性能超越商业Pt/C催化剂51%。通过原位表征和理论计算揭示了Pt-5d与S-3p轨道杂化对优化ΔGH的关键作用，为贵金属原子级利用提供了新范式。

　　

Highlight

本研究首次在POM衍生的缺陷富集异金属硫硒化物（MoS₂/Co₉S₈/Ni₃S₂@Ni₃Se₂@NF）上锚定双金属PtCo团簇，创制出具有突破性性能的HER电催化剂。这种"预组装平台-缺陷捕获-电子调控"三级设计策略，实现了贵金属原子利用率的最大化。

Characterization of PtCo-CE

PXRD分析证实复合材料包含Co₉S₈、Ni₃S₂、MoS₂等多晶相（图S4b）。XPS显示Pt 4f_7/2结合能正向偏移0.8 eV，表明Pt与载体间存在强电子相互作用。HAADF-STEM图像中2-3 nm的亮斑证实了PtCo团簇的原子级分散（图2d），EDS mapping则直观展示了Pt/Co元素的均匀分布。

Conclusion

该工作通过巧妙的"多金属源预组装"策略，构建了具有以下优势的PtCo-CE催化剂：1）以CoMo₆为模板精准调控硫空位浓度；2）PtCo团簇与载体间的电荷转移使ΔG_H接近理想值；3）Se的引入促进H*脱附动力学。在模拟海水中213 mV的低过电位展现了工业化应用潜力，为设计新一代原子级分散催化剂提供了普适性方案。