北京時間10月30号Nature Communications以“Atomic layer deposited Pt-Rudual-metal dimers and identifying their active sites for hydrogen evolutionreaction”為題在線發表了雙原子催化領域取得的研究成果，文章通過實驗和理論計算發現雙金屬二聚體可以表現出高的催化活性和穩定性。

這項研究成果由beat365英国官网网站劉利民教授與加拿大西安大略大學的孫學良教授、加拿大麥克馬斯特大學的Gianluigi A. Botton教授等合作，通過系統的原子沉積技術與理論計算相結合設計出了高催化活性的雙金屬二聚體。該研究工作得到國家自然科學基金、牛頓高級學者基金、挑戰計劃和北航青年拔尖人才等項目資助。

單原子催化劑作為催化劑中的新星，其尺寸縮小至納米級甚至原子級别，使原子的利用率最大化，同時可通過催化劑的配位數，量子尺寸效應以及與載體的相互作用來調節催化劑的電子結構，因此單原子催化劑表現出比納米顆粒更優異的催化性能。在近期的研究中，雙金屬位點催化劑得益于兩種元素電子結構的協同效應，催化性能得到更大的提升。然而，合成高質量的一對一的A-B雙金屬二聚體結構仍然是一個巨大的挑戰。本文通過原子沉積技術成功合成了Pt-Ru二聚體，并且這些二聚體表現出高的質量活性和出色的穩定性。XAS光譜和第一性原理計算研究發現表明Pt-Ru二聚體包含Pt-Ru鍵。理論計算與晶體場理論結合發現Pt-Ru二聚體之所以表現出高的活性是因為在反應過程中二聚體從金屬變為半導體相變，在這一過程中H與金屬間相互作用随着吸附度的不同而不斷變化，從而可以顯著提高HER活性。這項工作對雙金屬二聚體催化有了更深入的了解，為精确控制金屬二聚體，三聚體甚至四聚體提供新思路。

劉利民教授長期活躍在金屬氧化物缺陷與活性領域，在Nature子刊發表論文十餘篇。自2017年9月加入北航beat365英国官网网站以來，在Nature子刊發表通信作者論文6篇（Nature Nanotechnology 1篇，Nature Phonics 1篇, Nature Communications 4篇），研究工作受到廣泛關注。2018年受Surface Science Reports邀請撰寫氧化物中多餘電子的綜述論文（Surf. Sci.Rep. 73, 58(2018)）。

原文鍊接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-12887-y