有机金属卤化物钙钛矿负载的Pt单原子光催化剂

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2024-05-23 10:39:58

有机金属卤化物钙钛矿负载的Pt单原子光催化剂

负载型单原子催化剂提供了充分利用贵金属的机会，效率最高，用量最少。在光催化应用方面，有机金属卤化物钙钛矿以其优异的性能和优异的光电性能成为单原子催化剂载体最理想的载体材料。然而，贵金属在有机金属卤化物钙钛矿上的原子分散仍然是一个挑战。

基于此，山东大学Peng Wang报道了将单个Pt原子锚定在FAPbBr_3-xI_x衬底上，具有高度的分散性和稳定性，得到的Pt/FAPbBr_3-xI_x（FAPbBr_3-xI_x负载的Pt单原子）样品最大限度地利用了Pt，并且在卤素酸水溶液中的光催化析氢活性显著提高，代表了一种新的高效析氢光催化体系。

本文要点：

1）研究人员利用密度泛函理论（DFT）建立了理论模型，揭示了混合卤化物FAPbBr_3-xI_x钙钛矿表面的卤化物离子有利于为Pt原子提供潜在的均匀锚定位点。

2）研究人员在HBr/HI酸溶液中采用阴离子交换法制备了FAPbBr_3-xI_x载体材料，然后用自吸附组装光还原法在FAPbBr_3-xI_x颗粒表面负载了Pt单原子。

3）得到的Pt/FAPbBr_3-xI_x样品在模拟太阳光（AM1.5G，100 mW cm^-2，π cm²的照射面积）照射下，光催化析氢活性显著提高，达到682.6 µmol·h^-1（100 mg），STH达4.50%。

4）研究人员对Pt单原子分散的OHP光催化剂进行了正确表征，并用单粒子PL技术研究了时间/空间分辨的光电子产生和转移活性，验证了Pt单原子对提高光催化析氢性能的显著效果。