自 2004 年首次報道固溶高熵合金 (HEA) 以來，此類材料已被視為廣泛應(yīng)用的典范。最近，數(shù)十種單相 HEA 納米晶體或納米結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的金屬間化合物和氧化物衍生物已被開發(fā)用于各種催化應(yīng)用，表現(xiàn)出優(yōu)異的活性、選擇性和耐久性。
近日，臺灣清華大學(xué)Tung-Han Yang報道了一種高熵合金 (HEA) 原子層催化劑系列，其中含有三種鐵族金屬 (IGM) 元素和兩種鉑族金屬 (PGM) 元素。
文章要點
1）十種不同的五元 IGMPGM-HEA 組合物具有精確控制的方形原子排列，用于探索它們對氫析出反應(yīng) (HER) 和氫氧化反應(yīng) (HOR) 的影響。與其他 IGM-PGM-HEA 和商用 Pt/C 催化劑相比，PtRuFeCoNi 原子層對 HER 和 HOR 表現(xiàn)出增強的催化活性和耐久性。
2）原位同步加速器 x 射線吸收光譜和密度泛函理論模擬證實了多元素組成的雞尾酒效應(yīng)。這種效應(yīng)優(yōu)化了氫吸附自由能，并有助于在 PtRuFeCoNi 中觀察到顯著的催化活性。
3）此外，原位電子顯微鏡捕捉了退火過程中亞穩(wěn)態(tài) PtRuFeCoNi 的相變。它們從隨機原子混合（25 °C）轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻?L10（300 °C）和 L12（400 °C）金屬間化合物，最后轉(zhuǎn)變?yōu)橄喾蛛x狀態(tài)（500 °C）。
參考文獻
Cheng-Yu Wu, et al, A catalyst family of high-entropy alloy atomic layers with square atomic arrangements comprising iron- and platinum-group metals, Sci. Adv. 10, eadl3693 (2024)
DOI: 10.1126/sciadv.adl3693
https://www.science.org on July 27, 2024
