麦立强/赵焱/周亮AFM：将亚纳米Pt团簇锚定在MXene上助力HER

铂（Pt）基电催化剂是析氢反应（HER）的基准催化剂，但是它们受到稀缺性和高价格的限制。引入足够的底物来分散和锚定Pt基物种是提高利用效率的一种可行途径。

基于此，武汉理工大学麦立强教授、赵焱教授和周亮教授（共同通讯作者）等人报道了一种快速且连续的喷雾干燥方法来制备负载亚纳米铂簇（Pt/MXene）的3D皱褶Ti₃C₂T_x MXene。

研究发现，Pt物种自发还原并锚定在MXene纳米片上，3D皱褶结构不仅最大限度地减少了2D分层MXene纳米片的自堆叠/聚集，而且最大限度地增加了Pt催化剂的暴露。通过密度泛函理论（DFT）计算表明，Pt团簇和MXene之间的相互作用确保了适当的吉布斯氢吸附自由能（ΔG_H*），从而有利于HER活性。

通过实验测试发现，所制备的Pt/MXene催化剂表现出与商用Pt/C相当的优异HER性能，在电流密度为10 mA cm^-2时，其过电位仅为34 mV，同时具有高达1847 mA mg_Pt^-1的质量活性、29.7 mV dec^-1的 Tafel斜率和10.66 H₂ s^-1的高周转频率。

该研究提出了一种新的策略，将低质量负载的亚纳米贵金属簇锚定在具有完全暴露的催化活性位点的类似褶皱纸的MXene上。

Anchoring Sub-Nanometer Pt Clusters on Crumpled Paper-Like MXene Enables High Hydrogen Evolution Mass Activity. Adv. Funct. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adfm.202110910.

https://doi.org/10.1002/adfm.202110910.