鉑（Pt）基催化劑在氫化學和電化學的多種催化應用中，例如析氫反應（HER）占據關鍵位置。然而，由于電子軌道的能級分布不同，吸附在載體上的Pt原子通常會導致金屬Pt的電子結構和HER行為嚴重失配。

基于此，四川大學程沖研究員和邱邐教授、南方科技大學王陽剛副教授以及南京航空航天大學王毅教授（共同通訊作者）等人報道了使用具有強Pt-O-金屬共價鍵的以Pt為中心的多金屬氧酸鹽框架在金屬碳化物（即Pt_doped@WC_x和Pt_doped@MoC_x）中設計晶格限制的原子Pt。

實驗測試發現，Pt_doped@WC_x和Pt_doped@MoC_x都表現出與Pt@C競爭的HER性能。值得注意的是，碳化鎢（WC）中晶格受限的原子Pt（Pt_doped@MoC_x，Pt和W的原子半徑均為1.3 ?）表現出接近零的價態和與金屬Pt相似的電子結構，從而提供匹配的能級分布Pt 5d_z2和H 1s軌道和類似的酸性析氫行為。因此，在吸附H*時提供與金屬Pt表面相似的催化行為，遠優于吸附的Pt位點在WC（Pt_ads@WC_x）上。

此外，WC降低了水的解離能壘，有利于水解離和H*傳輸，在堿性條件下Pt_doped@MoC_x的質量活性（在?=150 mV時為49.5 A mg_Pt^-1）是Pt@C的40倍。總之，合成的Pt_doped@MoC_x在酸性和堿性溶液中均顯著優于許多已報道的Pt基HER催化劑。這些發現為構建用于廣泛催化反應的急需的原子級催化劑提供了一種新的通用途徑。

Crystalline Lattice-Confined Atomic Pt in Metal Carbides to Match Electronic Structures and Hydrogen Evolution Behaviors of Platinum. Adv. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adma.202206368.

https://doi.org/10.1002/adma.202206368.