近日,复旦大学等单位的研究人员在《Nature Materials》杂志 2025 年 3 月刊上发表了一篇题为 “Electroreduction-driven distorted nanotwins activate pure Cu for efficient hydrogen evolution” 的研究论文(doi: 10.1038/s41563 - 024 - 02098 - 2,2025 年 2 月 3 日在线发表)。该研究提出通过电还原驱动的扭曲纳米孪晶来激活纯铜,实现高效析氢。
然而,文章发表后引发网友热议。网友 Chionanthus ramiflorus 指出,论文中原子模型存在严重问题,图 3 中一些原子配位数异常低(约 0 - 3),与既定晶体学和表面科学原理相悖,且图 S11 显示有众多错位原子和过大原子间隙,这严重削弱了关于催化机制的结论;同时,将 2100 cm?1 拉曼信号归为 Cu - H 振动缺乏依据,现有文献未在该区域报道过 Cu - H 拉伸模式,且未进行同位素验证,而该区域是 Cu - CO 振动的常见范围,作者未考虑更合理的解释。Pontoporia blainvillei 认为铜会通过溶解 - 沉淀过程重构,对该体系模型表示怀疑,且指出 Pt - H 在拉曼中 HER 的位置也在~2100 cm?1,使文章令人费解。
对此,作者 Fang Fang 回应称,纳米材料与完美晶体表面不同,有更多缺陷和边缘,能提供低配位表面原子位点,文中三维原子结构无配位数为 0 的原子,少量配位数 1 - 3 的原子仅在表面非理想结晶区域;2100 cm?1 附近波数代表 Cu - H 振动,已有文献报道,且实验在无含碳化合物的 Ar 饱和 0.5 M H?SO?水溶液中进行,排除了 CO 产生的可能性。
但原评论者 Etmopterus schultzi 反驳,图 3 原子模型中极低配位数(CN = 1 - 3)原子在典型条件下不现实,同时存在 CN = 10 - 12 表面原子在晶体学上不可能,作者未解释这些矛盾及结构稳定性;拉曼峰归属仍无法排除 Cu - CO 吸附干扰,所引用文献不能有力支持 Cu - H 归属,且拉曼光谱与作者机制假设不一致。Etmopterus schultzi 还指出作者引用的三篇文献并未观察到配位数 1 - 3 的原子。
此外,Etmopterus schultzi 和 Brachyctis Rugulosa 等网友提到,虽然作者称拉伸应变主导催化性能优化,但研究缺乏对压缩应变的讨论,实验数据(如 XRD 数据)未充分支持作者关于结构中主要是拉伸应变的说法;高分辨率电子显微镜测量与 XRD 结果存在矛盾;还有网友对补充图 28 中色条含义及光谱过度平滑提出疑问,希望作者提供原始未处理数据。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39900738/