修飾在高比表面積載體骨架上的有序金屬間納米晶材料對于催化非常重要,這種有序結(jié)構(gòu)比隨機(jī)性的合金催化劑相比,催化活性和穩(wěn)定性顯著的提高。
小顆粒金屬間納米晶體的合成是個(gè)挑戰(zhàn)性的課題,尤其是如何開發(fā)一種普適性和能夠大規(guī)模化的方法。這是因?yàn)楦邷貤l件下促進(jìn)形成原子合金和有序結(jié)構(gòu)的過程不可避免的發(fā)生燒結(jié)以及晶相分離。
有鑒于此,四川大學(xué)劉犇研究員等報(bào)道在介孔有序碳(OMC)載體上合成尺寸均一并且具有廣泛構(gòu)成元素的超小金屬間納米晶體的普適性合成方法,這種合成方法通過利用金屬和硫/介孔模板之間的強(qiáng)物理限域和化學(xué)相互作用,能夠抑制高達(dá)1000 ℃的高溫?zé)Y(jié)和晶相分離。
本文要點(diǎn):
(1)
通過這種方法合成了金屬間納米晶體的材料庫,其中包括52種主體元素(Pt/Pd/Rh等)和15種客體元素,4種限域OMC載體。
(2)
合成的PtFe金屬間納米晶體在ORR反應(yīng)和HER反應(yīng)中表現(xiàn)優(yōu)異的性能,催化活性比Pt/C高10倍,性能達(dá)到了目前報(bào)道最好的電催化劑水平。這種簡單方便的合成策略能夠合成二元-三元金屬間材料,能夠用于工業(yè)級別的合成和應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
Yanzhi Wang, Yinghong Yao, Cong Xu, Deqing Tang, Yuting Li, Zhen-An Qiao, Hai-Wei Liang, Ben Liu, A Universal Solid-Phase Synthetic Strategy for Ultrafine Intermetallic Libraries Confined in Ordered Mesoporous Carbon, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202416111
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416111