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水分子的解離作為煤化學、氣體轉化和氫能中重要的決速步驟，其對于清潔能源工業來說具有重要意義。然而，水分子解離的高能耗仍然是相應領域發展的障礙。因此，催化劑的合理設計和構建有利于加快反應速率和提高整體能量效率，以實現高效水解離。

近日，鄭州大學李保軍、梁二軍等制備了一種 TiO₂負載的Pt納米粒子和NiO_x納米簇催化劑(PtNiO_xTV_O)，通過雙重氧空位(V_O)催化策略來促進Pt納米顆粒上的有效水離解。

在298 K下，在氨硼烷(AB)溶液水解中，PtNiO_xTV_O的TOF值為618 min^-1，遠大于10 wt.% Pt/C(TOF值僅為191 min^-1)。PtNiO_xTV_O的TOF值在10次循環后仍保持在80.9%以上，顯示出優異的活性和循環穩定性。

另外，光譜表征表明，PtNiO_xTV_O增加的TOF值完全歸因于TiO₂-V_O和NiO_x的存在，PtNiO_xTV_O中V_O的存在促進了高效水解離。

密度泛函理論(DFT)計算和實驗表明，雙重V_O以兩種方式顯著促進水離解：TiO₂中的V_O1負責解離水分子；此外，電子從NiO_x中的V_O2轉移到Pt進一步提高了Pt解離AB分子和水分子的能力。

因此，雙重V_O(V_O1和V_O2)有效地促進了PtNiO_xTV_O上的水解離，從而在AB水解中產生了非常高的活性。這種對雙重V_O催化的機理探究為在能源化學領域合理設計多相催化材料提供了新見解。

Engineering Bimodal Oxygen Vacancies and Pt to Boost the Activity Toward Water Dissociation. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202105588

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