多相催化劑的界面電子相互作用對于決定反應中間體的吸附強度和構型起著關鍵作用,而這對于多步串聯催化過程的效率至關重要。無定形-晶態(a-c)異質結構因其獨特的原子排列、可調節的電子構型以及出色的穩定性受到廣泛關注。
有鑒于此,中南大學潘軍教授、湖南師范大學蘇徽教授等報道一種介孔無定形-晶態異質結催化劑,其具有豐富的無定形-晶態Ni(OH)?/Pt界面,將其記作ac-Ni(OH)2@m-Pt,實現高效的酸性氧還原反應(ORR)。這種催化劑能夠在異質界面處實現電子重分布,從而提升了催化活性和耐久性。
本文要點:
(1)
ac-Ni(OH)2@m-Pt展現出了高達0.95 A mgPt-1的高質量活性(MA),并且在15,000次循環后仍能保持優秀的耐久性(質量活性保留89.8%)。通過先進的表征和DFT理論計算表明,該催化劑的高活性來自非晶-晶態界面處動態的異質界面電子重新分布。
(2)
這種由外加電位驅動的動態循環電子轉移促進了O2的活化,而且在ORR反應過程中加快*O中間體的質子化。
這項工作為利用無定形-晶態界面工程改進電催化劑的設計提供了一條前景途徑。
參考文獻
Liu, M., Su, H., Liu, X. et al. Dynamic modulation of electron redistribution at the heterogeneous interface nickel hydroxides/platinum boosts acidic oxygen reduction reaction. Nat Commun 16, 2826 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-58193-8
https://www.nature.com/articles/s41467-025-58193-8