近日，晶体材料国家重点实验室黄柏标、王朋教授团队在卤化物钙钛矿光催化产氢方面取得重要进展，首次设计并制备了有机-金属卤化物钙钛矿为载体的铂（Pt）单原子材料，其在酸性溶液中展现出高效的光催化产氢活性，相关成果以“An organometal halide perovskite supported Pt single-atom photocatalyst for H₂evolution”为题，发表在国际知名学术期刊Energy & Environmental Science（IF：38.532）上。该工作在黄柏标教授的指导下完成，第一作者是山东大学晶体材料研究院博士后吴亚强，通讯作者为王朋教授。

卤化物钙钛矿材料具有光吸收范围广、吸光系数大、载流子扩散距离长、载流子迁移寿命长等一系列优点，是一类十分理想的光催化材料。近年来，基于卤化物钙钛矿光催化产氢方面的研究受到了越来越多的关注。然而，目前卤化物钙钛矿光催化剂的产氢效率尚低，其修饰和改性手段也相对有限，并未实现高效的载流子利用率，因而还没有获得理想的太阳能-氢能转换效率（STH）。铂（Pt）是最为理想的产氢（助）催化剂，而其贵金属属性是限制其应用的主要因素。由我国科学家提出的单原子催化，由于其低用量、高选择性以及高表面自由能带来的高活性等特点在国内外掀起了一股研究热潮。选择性能优异的半导体材料为支撑材料负载单原子催化剂必将赋予单原子光催化新的活力。

该研究团队尝试结合卤化物钙钛矿的优良材料特性与单原子催化的优势，制备一种具有超高活性的新型产氢光催化剂。本工作通过简便的吸附-光致还原法制备了卤化物钙钛矿为载体支撑的Pt单原子光催化剂Pt/FAPbBr_3-xI_x。100毫克该样品在π cm²的模拟太阳光照射下的光催化产氢活性达到682.6 μmol//h，对应STH为4.50%。作者通过一系列手段详细表征了Pt在FAPbBr_3-xI_x钙钛矿表面的单原子分散状态，深入研究了Pt单原子的配位状态和化学环境，并且通过理论计算探究了该材料的光催化产氢过程和机理。

该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、山东省自然科学基金、中国博士后科学基金会和晶体材料国家重点实验室的支持。

原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/ee/d1ee03679c