化石燃料的大量燃烧释放出的气体会造成空气污染和全球变暖，对世界构成严重威胁。为了实现可持续的能源循环，将间歇的可再生能源有效地储存在可靠的能源载体中供人类利用是一种有效的解决方法，一个典型的例子是利用电能通过水的分裂转换成氢气。氢能是一种可再生的清洁能源载体，有望成为理想的绿色能源。电解水制氢（HER）被广泛关注，设计和制备电催化性能优异的廉价金属及其化合物作为催化剂是HER的关键之一。过渡金属磷化物在电催化反应中具有优异的性能。鉴于此，郑州大学的卢思宇副教授报道了一种Ru单原子掺杂的CoP纳米粒子限域在零维碳点（CDs）组装形成的二维纳米片上的复合电催化材料，并将合成的复合电催化剂用于HER。
碳点（CDs）是一种尺寸小于10 nm的及其细微的石墨烯衍生物，具有丰富边缘位点的π-π共轭核心结构和表面官能团，有利于纳米级先进材料的开发。更重要的是，CDs的小尺寸意味着金属前体可以被吸附，从而不会发生严重的聚集，这为调节催化剂的局部电子结构和活性，使得多组分催化剂具有高活性位点密度的精密工程成为可能。因此，CDs作为制备催化剂的多功能前体在电催化领域得到了广泛的研究。
作者报道了一种以CDs为单元组装形成的新型的Ru单原子位点掺杂CoP纳米颗粒负载的超薄单颗粒层Ru1CoP/CDs纳米片。反应体系中的CDs通过阻止Ru1CoP颗粒聚集而暴露出更多的反应活性中心。Ru单原子取代CoP纳米颗粒中的Co原子可以大大提高复合催化剂的析氢性能。这一工作丰富了单原子催化剂的种类，且深入的阐明了碳点组装二维结构的过程，为碳点电催化分解水领域的发展提供了新的思路。
这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是郑州大学博士研究生宋昊强。
Single atom Ru doped CoP/CDs Nanosheets via Splicing of Carbon‐Dots for Robust Hydrogen Production
Haoqiang Song, Min Wu, Zhiyong Tang, John. S Tse, Bai Yang, Siyu Lu
Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202017102
卢思宇，郑州大学副教授，博士生导师，2016于吉林大学取得博士学位，2016起就职于郑州大学。中国化学快报（Chinese Chemical Letter）青年编委。郑州大学首批青年拔尖人才。
研究领域是面向光电纳米材料的制备、性能与应用研究。2017年迄今在Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Sci., Nat. Commun., Nano energy, Appl. Catal., B, J. Mater. Chem. A., ACS Appl. Mater. Interfaces 等期刊发表SCI论文60余篇，其中一作/通讯48篇；论文引用3000余次，h因子30；15篇论文曾入选ESI高被引论文；IF>10论文23篇；主持国家自然基金面上项目，青年基金项目，河南省优秀青年基金项目各1项。
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