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,這種有序結構比隨機性的合金催化劑相比,催化活性和穩定性顯著的提高。
小顆粒金屬間納米晶體的合成是個挑戰性的課題,尤其是如何開發一種普適性和能夠大規?;姆椒ā_@是因為高溫條件下促進形成原子合金和有序結構的過程不可避免的發生燒結以及晶相分離。
有鑒于此,四川大學劉犇研究員等報道在介孔有序碳(OMC)載體上合成尺寸均一并且具有廣泛構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/介孔模板之間的強物理限域和化學相互作用,能夠抑制高達1000 ℃的高溫燒結和晶相分離。
本文要點:
(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反應和HER反應中表現優異的性能,催化活性比Pt/C高10倍,性能達到了目前報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,能夠用于工業級別的合成和應用。
參考文獻
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