羟基化铑单原子光催化材料

稳定产氢192小时

双氧桥连接的羟基化铑单原子天线固定在氮化碳表面，避免了传统金属配位导致的骨架扭曲，在保持高活性的同时实现了超长稳定运行。

李春梅 · Zhang, Pingfan · Zheng, Ming · Cheng, Shasha · 毛宝东 · 车广波 · Wang S. · 施伟东 · 董红军

Advanced Science 2025

参数信息

平均产氢速率

3409 µmol g⁻¹ h⁻¹

活性提升倍数

32.5

稳定运行时间

192 h

技术优势

骨架不扭曲

羟基化铑单原子天线通过双氧桥连接到PCN表面，避免了金属直接配位引起的七嗪骨架扭曲，从而保持结构完整。

活性提升32.5倍

最优样品PCN-Rh-0.5的平均产氢速率是PCN/Pt基准的32.5倍，得益于电子泵效应推动的定向电子转移。

超长稳定运行

稳定运行192小时，且单位质量产氢量高于同类高稳定性催化剂。

双循环反应路径

强质子化能力触发双循环反应路径，同时提升产氢活性和稳定性。

应用场景

• 光催化分解水：提供高稳定性光催化剂，避免骨架扭曲导致的失活。
• 光催化产氢：以3409 µmol g⁻¹ h⁻¹速率高效产氢，并可长期运行。
• 单原子催化：展示双氧桥连接的单原子天线设计，避免金属引起的结构畸变。
• 氢能：实现高活性且稳定的光催化产氢，推动氢能技术应用。