顆粒在線訊：近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室能源與環(huán)境小分子催化研究中心研究員鄧德會(huì)、副研究員于良團(tuán)隊(duì)，在二維過(guò)渡金屬氫化物的可控制備及電催化應(yīng)用研究中取得了新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)利用表面配體限域效應(yīng)，打破了環(huán)境條件下形成過(guò)渡金屬氫化銠（RhH）的熱力學(xué)限制，開(kāi)發(fā)出新型的、可在環(huán)境條件下穩(wěn)定存在的二維RhH納米片。該材料在電催化析氫反應(yīng)中顯示出優(yōu)于商業(yè)Pt/C的催化活性。

過(guò)渡金屬氫化物在涉氫催化反應(yīng)中頗具應(yīng)用潛力。然而，受限于過(guò)渡金屬氫化物高的形成焓，通常只能在GPa級(jí)的高壓H2條件下或苛刻的強(qiáng)還原條件下穩(wěn)定存在。氫化鈀（PdH）是目前報(bào)道的唯一可在環(huán)境條件下穩(wěn)定存在的過(guò)渡金屬氫化物。此外，尚未實(shí)現(xiàn)其他具備環(huán)境條件穩(wěn)定性的非鈀過(guò)渡金屬氫化物的制備與應(yīng)用。

鄧德會(huì)團(tuán)隊(duì)聚焦二維催化材料的表界面調(diào)控及小分子催化轉(zhuǎn)化研究，并取得了一系列進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)利用正丁胺基團(tuán)作為吸電子表面配體來(lái)增強(qiáng)Rh與間隙H之間的電子相互作用，使得在環(huán)境條件下二維RhH的形成在熱力學(xué)上成為可行，且具備高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，可在環(huán)境條件下保持穩(wěn)定超過(guò)5個(gè)月。該研究利用電催化析氫作為探針?lè)磻?yīng)，使得該二維RhH催化劑的質(zhì)量活性相比于二維Rh提高了3倍以上。機(jī)理研究顯示，正丁胺基團(tuán)修飾的二維RhH適度降低了H的表面吸附能，并通過(guò)配體介導(dǎo)的氫溢流機(jī)制，促進(jìn)H2的形成和脫附。該工作提出的表面配體限域效應(yīng)，為開(kāi)發(fā)可在環(huán)境條件下穩(wěn)定存在的新型過(guò)渡金屬氫化物提供了借鑒。此外，該二維RhH作為新型二維材料擴(kuò)充了二維材料“家族成員”。

相關(guān)研究成果以Ligand-confined two-dimensional rhodium hydride boosts hydrogen evolution為題，發(fā)表在《物質(zhì)》（Matter）上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院青年交叉團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的支持。

大連化物所開(kāi)發(fā)出新型二維過(guò)渡金屬氫化物