调控单原子催化活性位点的微环境对于改善催化反应活性非常重要。有鉴于此，南京航空航天大学彭生杰等发展了一种通过精确调控基底晶体的晶化度改善Ru单原子催化活性位点的方法，这种方法通过降低基底晶化度的方式显著改善HER催化活性。

主要内容

（1）

将Ru单原子修饰在晶化度较低的Ni(OH)₂基底上，得到Ru-LC-Ni(OH)₂，能够通过金属悬垂化学键的活化作用改善界面离子分布并且引起结构重构。得到的氧化态较低的单原子Ru能够导致H₃O⁺离子聚集，在碱性体系形成酸性局部微环境，打破了受限于pH的HER催化活性。

与晶化度较低的Ni(OH)₂不同，修饰在晶化度较高的Ni(OH)₂的Ru单原子催化剂（Ru-HC-Ni(OH)₂）表现比较缓慢的Volmer反应速率，以及比较传统的局部反应环境。

（2）

Ru-LC-Ni(OH)₂在碱性环境电催化，电流密度为10 mA cm^-2和1000 mA cm^-2的过电势分别为9 mV和136 mV。而且在海水碱性阴离子交换膜进行海水电解，能够在500 mA cm^-2电流密度实现500 h稳定工作。

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Luqi Wang, Mingyue Ma, Chenchen Zhang, Hao-Hsiang Chang, Ying Zhang, Linlin Li, Han-Yi Chen, Shengjie Peng, Manipulating the Microenvironment of Single Atoms by Switching Support Crystallinity for Industrial Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202317220

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202317220