近日，生化传感光学芯片实验室在单原子合金催化的研究中取得进展，相关成果以“Phosphate Anion-Engineered MXene for Efficient Water Dissociation on Single-Atom Alloy”为题目发表在国际知名化学类期刊《Angewandte Chemie International Edition》上，物理学院2023级光学专业硕士研究生梅原林与硕士生导师沈若凡为共同第一作者。

可持续氢能在交通运输、发电、制造等领域中作为替代化石能源的最具潜力能源，已成为全球能源转型的重要角色。实现氢能大规模应用的关键在于开发高效的制氢方法。构建单原子合金催化剂高效催化固体储氢材料水解析氢是一条实用且安全的路径。在此，我们提出一种磷酸阴离子工程化的MXene（P-Ti3C2）载体负载单原子钌-铜（Ru-Cu）合金，在室温光照条件下，实现了创纪录的高效催化氨硼烷水解析氢活性（质量比活性高达746L g⁻¹ min⁻¹）。这一高效水解离活性的实现得益于磷酸阴离子对MXene表面电子结构的精准调控与单原子合金在光激发下LSPR效应的协同作用。本项工作揭示了此前MXene基载体未被认知到的催化作用，并为通过设计载体-催化剂-反应物的相互作用实现高效水解离提供了一种新的设计策略。

图：水解机制示意图

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202524246