on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">由贵金属或非贵金属、合金和化合物制成的催化剂以均匀细颗粒的形式分散在高表面积基材上，已被广泛研究并显示出优异的性能。理想的催化结构，尤其是原子层、簇甚至单个原子结构，仍然是一个正在深入研究的主题。基于此，爱荷华州立大学吴越、北京大学曹安源和普渡大学Jeffrey T. Miller等通过简单的高温还原过程获得具有可控形态的Ir/Mo2TiC2Tx催化剂，从纳米颗粒变为扁平的原子层，最后在高温下分散成超薄层和单个原子。中间结构主要由Ir原子层组成，在工业兼容的碱性条件下析氢反应(HER)具有显著的催化活性。Ir/Mo2TiC2Tx-750作为最好的催化剂，在1 M KOH中过电势仅为13、40和67 mV时，分别达到10、50和100 mA cm-2的电流密度。此外，Ir/Mo2TiC2Tx-750催化剂在50 mV的过电位下的质量活性为1.5 A mg-1 ，分别是商业Pt/C(20 wt%，0.32 A mg-1)和Ir/C(1 wt%，0.24 A mg-1)催化剂的4.7和6.3倍。
此外，Ir原子层催化剂的HER活性优于单原子催化剂，表明前者是主要的活性位点。详细的机理分析表明，纳米粒子的再分散过程和与衬底具有适度相互作用的Ir原子层与从 MXene到Ir的非常规电子转移相关联，从而具有合适的H*吸附。根据AIMD模拟和实验表征，动态演化行为被认为是由热力学有利的原子迁移和缺陷限制驱动的；Ir/Mo2TiC2Tx催化剂显示出电子从基底转移到金属的电子MSI，其中Ir/Mo2TiC2Tx有几个原子层中等电子MSI的支持表现出最高的HER活性。此外，电子MSI可根据基材或金属成分进行调节，为设计和制备高性能二维材料负载的金属催化剂提供了广阔的机会，并揭示了它们的结构-性质关系。MXene-Supported, Atomic-Layered Iridium Catalysts Created by Nanoparticle Re-Dispersion for Efficient Alkaline Hydrogen Evolution. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202105226
