近日，中南大学雷永鹏研究组与清华大学李亚栋院士、王定胜教授及湖北工业大学周刚教授等合作，在Wiley旗下的《Angew. Chem. Int. Ed.》上发表了题为“Engineering atomic interface by single Pt atoms for enhanced photocatalytic hydrogen production”的研究论文。《Angew. Chem. Int. Ed.》是目前化学领域最具影响力的综合性刊物之一，雷永鹏教授和李亚栋院士、王定胜教授、周刚教授为共同通讯作者。

(缺陷TiO2锚定Pt原子，调控材料界面)

在原子尺度上优化光催化剂的结构，促进电子-空穴对的分离，对光催化材料性能的提高至关重要，但仍然具有很大的挑战。该研究在富缺陷的TiO₂载体上组装Pt单原子，得到高效光催化剂Pt1/def-TiO₂。研究发现，除作为质子还原位点外，Pt单原子还促进相邻的TiO₂单元产生表面氧空位并形成Pt-O-Ti₃⁺原子界面。实验结果和DFT计算表明，Pt-O-Ti₃⁺原子界面有效地促进了光生电子从Ti₃⁺缺陷位点转移到Pt单原子，从而增强了电子-空穴对的分离。这种独特的结构使Pt1/def-TiO₂表现出超高光催化制氢性能，TOF高达51423 h^-1。

这是雷永鹏教授研究组近两年继在《Energy & Environmental Science》、《ACS Nano》、《ACS Energy Letters》、《Journal of Materials Chemistry A》等国际著名期刊发表研究成果的基础上取得的又一进展。