單原子催化劑具有獨特的電子結構、可調控的配位環(huán)境和最大的原子利用效率，繼承了傳統(tǒng)均相和多相催化劑的優(yōu)點，已成為研究熱點。SAC廣泛應用于各種催化體系，并表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，其中單個原子被廣泛認為是活性位點。然而，最近有文獻報道，單原子Pt摻雜的MoS₂，其中離散的Pt單原子賦予面內S原子適中的H*吸附自由能，從而表現(xiàn)出明顯高于純MoS₂的析氫活性。

由此，SAC中的單原子是否始終是催化反應的真正活性中心引起人們的困惑，這對于加深對SAC的理解和促進SAC的發(fā)展至關重要。為此，開發(fā)新的SACs，精確鑒定SACs中真正的活性中心并揭示其作用機制和構效關系，顯得尤為迫切和重要。

近日，東北師范大學譚華橋和王永慧等采用Anderson型多金屬氧酸鹽(POM)作為分子前驅體，成功地實現(xiàn)了MoB₂基SACs (Ni-MoB₂，Co-MoB₂，F(xiàn)e-MoB₂)的導向合成，在保證了TM原子在硼熱還原過程中的單一分散的同時，MoB₂基體上的TM負載量也達到6.72~7.03 wt%。

實驗結果顯示，最優(yōu)的Ni-MoB₂催化劑在堿性條件下，10 mA cm^?2電流密度下的HER過電位僅為65.4 mV，Tafel斜率為58.3 mV dec^?1，并且該催化劑在100 mA cm^?2電流密度下連續(xù)穩(wěn)定運行200小時后而沒有發(fā)生明顯的形貌和結構變化；更重要的是，Ni-MoB₂在酸性條件下仍保持優(yōu)異的活性和穩(wěn)定性，并且優(yōu)于大多數(shù)TMB基電催化劑，甚至在高電流密度下優(yōu)于商業(yè)20% Pt/C。

結合電化學實驗和密度泛函理論(DFT)計算結果證實，Ni-MoB₂優(yōu)異的電催化析氫活性歸因于Ni原子調整了Ni-MoB₂(100)表面Mo位點的電子結構，促進了H₂O的解離(最低解離勢壘為0.62 eV)，平衡了H*的吸附/脫附(H吸附自由能為0.02 eV)；即Mo位點是HER中真正的化學吸附位點，而不是Ni單原子。

總的來說，該項工作為合成TM-MoB₂ SACs提供了一種通用的策略，而且為擴大和深入了解硼化物基SACs的電催化HER鋪平了道路。

Constructing transition metal single-atom-modified MoB₂: Extraordinary electrocatalytic hydrogen evolution and mechanism investigation. ACS Energy Letters, 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c02100