bat365官网登录入口新闻网6月23日电（方漪芸 赵稳)三明治是生活中常见的美食，两片面包夹蔬菜、肉类、酱汁等食材，深受全世界上班族的喜爱。无独有偶，在浩瀚的纳米材料世界，有一种形似三明治的材料，叫二维碲化铂（化学式为PtTe₂）。其中，Te原子如三明治中面包一样暴露于上下表面，Pt原子处在三明治中的夹心层。此外，面包层和夹心层的层内原子之间非常团结，通过牢固的化学键抱团取暖（Te-Te，Pt-Pt），打断它们需要很多的能量。而面包层和夹心层的层间原子之间也有牵绊，由作用较弱的范德瓦尔斯力结合形成Pt-Te键。虽然结构稀松平常，但在催化世界，这个小小的材料可以发挥大大的用途！

首先，作为催化反应的活性主力军，Pt原子若想在催化过程中大显身手，那么处于夹心层的它们一定不能被面包层的Te原子牢牢牵着双手！换言之，如果配位饱和了，那么非常可惜，这个在自然界储量非常稀有、价格非常高昂的Pt原子将失去催化活性。所以，从催化反应的角度出发，不被Te原子束缚、自由自在的Pt原子数目越多，PtTe₂材料的活性越高。其次，优化Pt活性位点对反应中间体的吸附能也是提高材料催化性能的主要手段。于是，研究者们花费了大量的力气去暴露更多的低配位Pt原子，以期更高的催化活性。尽管在构建高活性二维Pt基催化剂方面已经取得了重要进展，但目前主要通过插层剥离、缺陷控制等手段暴露和调控Pt位点的几何和电子结构，导致低配位Pt活性位点仍然没有被充分暴露，且活性位点对反应中间体的吸附能有待进一步优化。因此，在纳米世界，我们不能像掰开三明治那样，直接移除面包层。所以，如何用一种简单、温和、普适的手段去高效激活二维Pt基范德华材料中面内活性位点仍然是一个挑战。

基于此，近日，我校柔性电子研究院黄维院士团队方漪芸课题组与西安交通大学李鑫哲研究员课题组合作在国际顶级学术期刊Advanced Materials上发表了题为“Triggering Pt Active Sites in Basal Plane of Van der Waals PtTe₂Materials by Amorphization Engineering for Hydrogen Evolution”的研究论文（bat365官网登录入口为通讯单位，黄维院士和方漪芸副教授为共同通讯作者，柔性电子研究院在读博士研究生赵稳为第一作者）。该论文以原子结构精准的二维Pt基范德华晶体材料作为模型催化剂，利用热处理策略将原子级厚度的二维晶体PtTe₂纳米片（c-PtTe₂NSs）转化为相应的氧掺杂非晶纳米片（a-PtTe₂NSs）。实验和理论研究共同表明，热处理过程中氧原子可破坏c-PtTe₂NSs中Pt-Te共价键，从而引发面内Pt原子的重构及充分暴露。与此同时，O 2p轨道和Pt 5d轨道相互作用，可改变Pt活性位点d带中心、费米能级附近态密度和电导率等属性，从而优化Pt活性位点与活性氢中间体的吸附强度。在电催化析氢反应中，a-PtTe₂NSs表现出低的起始电位（~0 mV）、过电位（14 mV@10 mA cm^-2）、塔菲尔斜率（24.5 mV dec^-1）和优异的稳定性（4万次循环），显著优于商用Pt/C催化剂。此外，该热处理策略具有较好的普适性，可将原子级厚度二维PtTe和Pt₃Te₄范德华晶体材料无定形化。该研究结果对调控二维Pt基范德华材料的几何和电子结构提供了有效手段，为研究活性位点微纳结构与催化性能之间的构效关系提供了科学方法，为其它高效Pt电解水催化剂的发展奠定材料基础和理论基础。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202301593。

（审核：王凡华）