在可调谐的CNNO纳米片上制备的单原子钴催化剂用于氢气生成

单原子钴催化剂通过微波辅助锚定技术高效负载于层状钙氮化铌氧纳米片，显著提升光电催化产氢效率至0.867%，同时优化电荷转移动力学。该研究提出简便的SAC负载方法，为氢能设备开发提供新思路。

　　

单原子催化剂（SAC）通过与底物的稳定配位，有效改善了底物的物理化学性质和催化性能。此外，层状金属氧化物基底提供了强锚定位点，并增强了SAC之间的电荷转移动力学——这是光电化学（PEC）催化反应中生成氢气的理想特性。然而，嵌入层状基底中的SAC需要繁琐的制备方法；在这里，我们报道了一种利用微波辅助（MA）技术将钴（Co）SAC锚定在剥离的Ca₂Nb_nO₃^{-1纳米片基底上的方法，并研究了其用于生成氢气的光电催化活性。这些二维Dion Jacobson（DJ）CNNO纳米片由于NbO₆八面体的畸变而具有氧空位。较高的Nb4+/Nb5+比例——归因于纳米片的可调层结构——有助于局部载流子密度的形成及其通过捕获电子或空穴实现转移。当Co被锚定在CNNO纳米片上时，Co SAC会在纳米片中引入局部态。值得注意的是，Co的二价和三价氧化态可作为生成氢气的活性催化位点。CNNO光电电极的太阳能到氢气（STH）效率为0.442%（n = 6层），产氢速率为3.07 × 10-3 mol s-1m-2。另一方面，经过MA Co锚定的光电电极的STH效率显著提高了约两倍，达到0.867%，产氢速率为3.30 × 10-3 mol s-1m-2。这些发现为制备嵌入金属氧化物基底中的SAC提供了一种简便的方法，并为未来的氢气生成装置提供了有益的见解。}