Photocatalyse, convertir l'énergie solaire en énergie chimique, a été reconnu comme une solution très prometteuse aux problèmes énergétiques et environnementaux actuels. Les performances du système photocatalytique dépendent en grande partie de l'état de charge de surface des sites actifs (généralement des co-catalyseurs), comme la jonction Schottky entre le photosensibilisateur et le co-catalyseur facilite le transfert de charge entre eux et enfin vers les molécules réactives, favorisant l'adsorption et l'activation de ces derniers.

Contrairement aux rapports existants centrés sur les cocatalyseurs, comme le développement des métaux non nobles, contrôle de la granulométrie et de la distribution, les facettes cristallines exposées et leur contact d'interface avec des photosensibilisateurs, la régulation de l'état de charge de surface des cocatalyseurs en modifiant leurs microstructures offre de vastes opportunités pour booster la photocatalyse, reste pourtant extrêmement rare.

Dans ce travail, Le groupe de recherche du Dr Jiang de l'Université des sciences et technologies de Chine a atteint l'objectif d'optimiser les états de charge de surface du Pt via le contrôle de la microstructure bimétallique Pd@Pt et de l'environnement de coordination du Pt.

Les nanoparticules bimétalliques Pd@Pt à structure noyau-coque ont été fabriquées in situ et stabilisées par un cadre métal-organique (MOF) photosensible et représentatif, UiO-66-NH 2 . La microstructure du Pd dix Le co-catalyseur @Ptx peut être contrôlé avec précision du noyau-coque à l'alliage à un seul atome (SAA), au cours de laquelle l'environnement de coordination Pt change, en réglant précisément et simplement le contenu Pt.

Compte tenu des différentes fonctions de travail de Pd et Pt, la charge entre Pd et Pt est redistribuée, accompagné d'un changement d'environnement de coordination Pt, réalisant ainsi la régulation de l'état de charge de surface des sites Pt.

Par conséquent, tous les Pd@Pt/MOF présentent une excellente activité de production d'hydrogène photocatalytique en raison des sites Pt riches en électrons bénéficiant d'un effet de redistribution de charge. De plus, le Pd optimisé dix @Pt 1 /MOF composite avec co-catalyseur SAA, qui présente le Pt le plus riche en électrons, présente une activité de production d'hydrogène photocatalytique exceptionnellement élevée, surpassant de loin ses homologues correspondants (voir dans l'image).

Ceci est le premier rapport sur la co-catalyse SAA vers la photocatalyse. Il fournit la stratégie de conception et le protocole de synthèse pour la fabrication de catalyseurs SAA et ouvre une nouvelle voie à la photocatalyse à base de SAA. En outre, comme alternative à la stratégie de jonction Schottky classique, ce travail introduit une nouvelle approche pour l'optimisation de l'état de charge en régulant la microstructure du co-catalyseur (en particulier le contrôle de l'environnement de coordination), vers une photocatalyse renforcée.