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富含氧空位的黑色TiO₂是增強析氫反應（HER）的一種有前途的載體。基于此，青島科技大學王磊教授，澳大利亞皇家墨爾本理工大學馬天翼教授（共同通訊作者）等人通過微波輔助策略設計了具有金屬載體相互作用的富含氧空位的黑色TiO₂負載的亞納米Pt團簇（Pt/TiO₂-O_V）。實驗和理論計算都證實了氧空位和Pt團簇對優化反應動力學具有協同效應。

為了更好地解釋Pt/TiO₂-O_V對HER具有優異電催化活性的原因，本文進行了密度泛函理論（DFT）計算。負載在TiO₂-O_V上的Pt物種相對于其他兩種參考基質具有最負的吸附能（-6.87 eV），說明Pt與TiO₂-O_V之間存在強相互作用，具有優異的穩定性。Pt/TiO₂-O_V的氫吸附自由能（ΔG_H*）為0.05 eV，最接近0 eV，表明其對HER的吸附/解吸過程更有利。

為了確定Pt在金屬和載體中的作用，本文通過分波態密度（PDOS）研究了Pt團簇對不同載體的影響。與TiO₂ (101)的完美表面相比，當Pt₄團簇吸附在TiO₂ (101)上時，d帶中心的能量相對于費米能級（E_f）向下移動，Pt的添加會削弱中間體的鍵合。電荷密度差分圖表明，Pt物種在TiO₂-O_V載體上積累了豐富的電子，這有利于提高催化劑的催化性能。

Microwave Synthesis of Pt Clusters on Black TiO₂ with Abundant Oxygen Vacancies for Efficient Acidic Electrocatalytic Hydrogen Evolution. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202300406.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202300406.

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