JACS：介孔TiO2晶体负载高分散Ru实现高效析氢

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本文利用SrTiO3作为前驱体，通过一步腐蚀法制得TiO2介孔晶体。其生长过程遵循oriented attachment (OA) 机理。利用相同的方法，用Ru掺杂的SrTiO3，即SrTi1-xRuxO3作为前驱体，使得Ru在介孔TiO2晶体中实现高分散掺杂。该Ru-TiO2表现出碱性条件下高活性析氢性能。

近日，北京大学黄富强教授，北京航空航天大学刘利民教授与北京工业大学的隋曼龄教授在J. Am. Chem. Soc. 上发表了一篇题为“Well-Dispersed Ruthenium in Mesoporous Crystal TiO2 as an Advanced Electrocatalyst for Hydrogen Evolution Reaction”的文章。该文章中，研究人员利用高孔隙率的TiO2晶体负载Ru实现了高效析氢。通过HRTEM与super-EDS测试，Ru均匀分散在TiO2晶体中形成了RuO2-TiO2固溶体，同时结合XPS与EPR测试结果首次证实Ru为五价而非四价，TiO2中的部分Ti接收Ru的电子形成Ti3+。在0.1 M KOH中，Ru-TiO2的起始过电势仅为82 mV，同时通过Al还原过程，调节电子结构，其析氢性能加强，起始过电势降低至45 mV，10 mA/cm2的电流密度下过电势仅为150 mV。