近日，我校“嘉量学者”、厦门大学的李剑锋研究团队与北京大学深圳研究生院潘锋教授团队合作，通过电化学原位拉曼光谱和分子动力学模拟技术研究了钯单晶界面水分子结构及其解离过程，取得了突破性进展。相关研究成果以题为“In situ Raman spectroscopy reveals the structure and dissociation of interfacial water”于2021年12月01日发表在Nature上。我校作为发表者单位荣列其中。

李剑锋教授于2020年12月受聘我校光电学院嘉量学者。受聘以来，李剑锋教授迅速组建表面增强拉曼光谱检测技术研究团队，指导团队教师开展研究工作，已取得阶段性的成果。此次李剑锋教授以中国计量大学为作者单位在Nature发表论文，这是我校光学工程学科建设工作取得的重要成果，也是我校在学术研究方面取得的重大突破，对提升我校学术影响力具有积极促进作用。

该工作将阳离子和界面水的结构与HER的电催化性能相关联，利用拉曼光谱原位监测钯单晶电极/溶液界面水分子的构型及其动态变化过程。电极/溶液界面除了已知的含有氢键的水分子之外，还有一类与阳离子键合的水分子，在电极电位与阳离子的共同作用下，界面水分子更为有效地排布成有序的结构，这类有序的界面水分子比氢键水分子更加接近电极表面，从而提高电荷转移效率，提高HER性能。提高阳离子的浓度和价态会进一步增加有序水分子的含量，进一步提高HER反应速率。研究还发现单晶电极的晶面结构和电子结构都将影响阳离子键合水分子的含量和HER反应速率，证实了阳离子键合水分子加速HER反应速率具有普适性。该工作深入认识界面水分子结构对电催化反应过程的调控机制，解决了困扰电化学领域的长期难题，为提升电催化反应速率提供了一种新的策略。

图1 探测Pd(hkl)表面的界面水

图2 界面水的拉曼光谱

图3 水解离

图4 界面水的HER剖面和拉曼光谱

李剑锋，男，厦门大学化学化工学院教授。2003年本科毕业于浙江大学；2010年在厦门大学获得博士学位；2011-2014年分别在瑞士伯尔尼大学和瑞士苏黎世联邦理工学院从事博士后研究。主要研究领域为核壳纳米结构、表面增强拉曼光谱、电化学、界面光电催化、公共安全和健康领域的拉曼光谱快速检测等。以通讯作者身份在Nature、Nature Energy、Nature Nanotechnol.、Nature Mater.、Nature Catal.等国际高水平学术刊物上发表论文100余篇，被SCI他引10000余次，授权专利9项，撰写英语书章节5部。担任J. Phys. Chem.的副编辑。曾获基金委杰出青年基金、优秀青年基金、中国青年科技奖、入选中组部“万人计划”科技创新领军人才、中组部高层次人才-青年项目、全国百篇优秀博士论文奖。