圖文解析

       采用透射電鏡（TEM）和高分辨率投射電子顯微鏡（HRTEM）分析Pt/h-BN的微觀結構。Pt顆粒均勻地分布，Pt顆粒平均粒徑為3.0±0.1 nm（圖1A）, Pt晶格條紋為2.26nm（圖1B）。通過（EDS）mapping圖像觀察相應區域的元素分布（圖1D）, Pt以原子形式均勻分布，B，N，Pt元素的分布進一步證實了成功制備的Pt/h-BN。

       通過原子力顯微鏡(AFM)分析微觀結構。相比于Pt/C（圖2B），Pt/h‐BN（圖2A）的表面相對更光滑，Pt/h‐BN的粗糙度為2.0nm（圖2C）和Pt/C的粗糙度為3.0nm（圖2D）。這意味著更光滑的表面有利于防止結垢。

       在堿性海水中分析了催化劑的析氫性能。在500 mA cm^-2、500 mA cm^-2 、1000 mA cm^-2時Pt/h‐BN的過電位分別為84，228，317 mV，Pt/C為257，451，537 mV（圖3A，3B）。Pt/h‐BN和Pt/C的塔菲爾斜率分別為177.32，56.98 mV dec^-1（圖3C）。Pt/h‐BN，Pt/C和h-BN的TOF值為3.06，0.88，0.75 s^-1（圖3D）。Pt/h‐BN的交換電流密度為5.8 mA cm^-2（圖3E）。在500 mA cm^-2下Pt/h‐BN的穩定性測試高達1000 h（圖3F）。這證實了Pt/h‐BN在無過濾海水具有優良的析氫性能。

圖4. （A）和（B）Pt/h-BN和Pt/C的原位紅外光譜圖；（C）Pt/C和（D）Pt/h-BN的原位拉曼圖；（E）Pt/h-BN和（F）Pt/C在NaCl溶液中的拉曼光譜圖。

       通過原位紅外和原為拉曼測試表明，相對于Pt/h-BN，Pt/C上出現明顯的Mg–OH鍵（~1400 nm^-1)或Ca–OH鍵（~3000 nm^-1)振動峰。而Pt/h‐BN沒有顯示出顯著的Mg–OH或Ca–OH特征峰（圖4A）。根據圖4B，H–O–H彎曲振動峰值位于Pt/h‐BN（1635.20 cm^-1)低于波數Pt/C（1635.74 cm^-1)，表明Pt/h‐BN促進水分解的發生。在圖4E，F中，在630 cm^-1處出現特征峰，這可能與Cl^?的形成有關，并且Pt/C上的Cl^?振動峰更明顯，這表明Pt負載在h‐BN后可顯著降低Cl^?的吸附。這表明h-BN的存在能有效防止污垢和Cl^?的形成。

       在實際AEM電解槽中，Pt/h‐BN的HER活性高于商用Pt/C，Pt/h‐BN在1 A cm^-2下過電位為3.34V（圖5C），在實際應用中，催化劑的穩定性可以發揮更大的作用。在100 h電化學測試，電池電壓沒有波動顯著（圖5D）。這表明催化劑在AEM電解槽中也具有優異的穩定性。

總結與展望

       本文章證明了由于h-BN作為載體可以有效吸收H₂O，減少Cl^-的吸收和不溶性沉淀的形成，從而實現耐腐蝕和防污，并減少在堿性海水中高電流密度下的能量消耗。此外，在一個AEM電解槽，Pt/h-BN具有優異的氫氣工業生產條件下的進化性能具有良好的工業應用前景。這種反應物富集吸附的策略也可用于其他復雜的催化環境。