吳驪珠院士等JACS：揭示經典光解水制氫系統的催化位點
半導體量子點（QD）與3d軌道金屬離子（例如Fe3+，Co2+和Ni2+）結合在一起已成為太陽光驅動制氫（H2）的一種極其有效，便捷且經濟高效的手段。然而，在實際應用時，活性位點的確切結構變化過程仍然難以捉摸，並且對於背後的H2析出機理還知之甚少。
為了研究這一問題，中國科學院理化技術研究所吳驪珠院士，李旭兵和北京科技大學Lei Gao等人成功地跟蹤了由CdSe/CdS QD和3d軌道金屬離子（即此處使用的Ni2+）所組成的典型H2光解催化系統中催化位點的結構變化過程。
本文要點
要點1. Ni(OAc)2中鎳前驅體在中性H2O中變為Ni（H2O）62+，並最終在鹼性介質中轉變為Ni（OH）2納米片。
要點2. 此外，電子順磁共振的原位光譜分析和X射線吸收光譜揭示了Ni（OH）2由光誘導轉變為有缺陷結構的[Nix0/Ni1-x（OH）2]，這才是真正的H2光解催化物質。
要點3. 密度泛函理論（DFT）的計算進一步表明，Ni（OH）2納米片上的表面Ni空位（VNi）增強了H2O分子的吸附和解離，從而提高了局部質子濃度，而Ni0團簇表現為H2的析出位點，從而在鹼性介質中協同提高光解制氫活性。
Yang Wang, et al. Unveiling Catalytic Sites in a Typical Hydrogen Photogeneration System Consisting of Semiconductor Quantum Dots and 3d-metal Ions, J. Am. Chem. Soc. 2020
DOI: 10.1021/jacs.9b11768
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