基于金属铂（Pt）的催化剂被认为是最先进的析氢反应（HER）电催化剂。近几十年来，科研人员广泛研究了基于Pt的催化剂，通过组成、形态和晶相工程策略来提高Pt的利用率和催化效率。大多数研究都显示了零价Pt金属是固有的催化活性。然而，与氧化铂有关的一些现象仍未被研究。例如，当金属Pt被氧化时，其HER活性明显好于金属元素Pt，但其原因仍不清楚。最近，在制备Pt氧化物催化剂（如PtOx/TiO2和MoSx-O-PtOx）方面进行了大量的研究，并证实了Pt催化剂中存在氧具有与商用Pt/C相当的优异HER催化性能。因此，有必要对Pt氧化物催化剂的具体活性位点进行研究。

鉴于多金属氧酸盐（POMs）是一种结构明确的纳米级金属-金属氧簇，可用于模拟金属氧化物的表面，因此含Pt的POMs可用作理想的铂氧化物电催化模型。最近我院李阳光教授和谭华桥副教授，以及苏州大学的康振辉教授（共同通讯作者）在Nature Communications（Nature Communications, 2020, DOI: 10.1038/s41467-019-14274-z）杂志联合报道了他们通过选择两个结构明确的含Pt的POMs—— Na ₅[H ₃Pt ^(IV)W ₆O ₂₄] （PtW₆O₂₄）和Na ₃K ₅[Pt ^(II) ₂(W ₅O ₁₈) ₂]（Pt ₂(W ₅O ₁₈) ₂）作为模型催化剂，以研究它们的HER性能。通过电化学实验发现，Pt含量为1wt％的 PtW ₆ O ₂₄/C和Pt ₂(W ₅O ₁₈) ₂ /C电催化剂具有优异的催化活性。具有1wt％Pt含量的 PtW ₆ O ₂₄/C和Pt ₂(W ₅O ₁₈) ₂/C在电流密度为10 mA cm ^-2 下的过电势分别为22和26 mV，在77 mV的过电势下它们的质量活度分别为20.175和10.976 A mg ^-1，比市售20％Pt/C（0.398 A mg ^-1）更好。
此外，通过一系列控制实验、原位同步辐射实验和密度泛函理论（DFT）计算表明，POMs中的Pt-O键是HER的活性位点。具体而言，Pt主要是电子获取中心，而其配位的O原子是质子捕获中心。在HER过程中，当注入更多的电子和质子时，会拉长Pt-O键加速质子和电子的耦合，从而有利于H 2从Pt-O键中快速释放出来。

...