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天大胡文彬/鐘澄AFM: 多孔“珊瑚”，性能強(qiáng)大！Pt納米線(xiàn)用于甲醇和氨氧化

由于鉑(Pt)納米材料優(yōu)異的催化性能，其可高效催化甲醇、甲酸和氨等多種重要分子的氧化。然而，Pt極高的成本和有限的儲(chǔ)量嚴(yán)重阻礙了其廣泛應(yīng)用。因此，提高Pt催化活性并盡量減少其用量是電催化領(lǐng)域的關(guān)鍵研究問(wèn)題。

基于此，天津大學(xué)胡文彬、鐘澄等以植烷三醇溶致液晶為模板，通過(guò)簡(jiǎn)單的電沉積方法合成具有珊瑚狀納米多孔Pt/碳纖維布電催化劑，并使用該催化劑催化甲醇氧化反應(yīng)(MOR)和氨氧化反應(yīng)(AOR)。

獲得的3D珊瑚狀Pt納米線(xiàn)電催化劑具有以下優(yōu)點(diǎn):?

1.在碳纖維布表面直接合成的珊瑚狀鉑納米線(xiàn)不僅可以避免聚合物粘合劑的引入，而且可以最大限度地降低珊瑚狀Pt納米線(xiàn)電催化劑與碳纖維布基材之間的接觸電阻，大大增強(qiáng)了電子轉(zhuǎn)移能力；

2.具有獨(dú)特的3D珊瑚狀結(jié)構(gòu)避免了Pt納米線(xiàn)的凌亂堆疊，同時(shí)繼承了1D納米線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)；

3.該催化劑中每條Pt納米線(xiàn)都擁有大量的納米孔，可以為質(zhì)量傳輸提供大的表面積。

密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，與碳相比，吸附在Pt(111)上的Pt原子具有較低的吸附能，表明Pt原子傾向于優(yōu)先在Pt核表面而不是碳基底上生長(zhǎng)，最終形成珊瑚狀Pt納米線(xiàn)。

由于其固有的大電化學(xué)活性表面積、短的離子/電子傳輸途徑和多的電催化活性位點(diǎn)，珊瑚狀Pt納米線(xiàn)具有43.1 m² g^-1的高電化學(xué)表面積，并且對(duì)甲醇和氨氧化表現(xiàn)出343.1 mA mg^-1和 72.0 mA mg^-1的優(yōu)異催化活性。此外，在100次循環(huán)測(cè)試后，催化劑對(duì)甲醇和氨氧化的氧化峰電流保留率分別達(dá)到82.1%和85.6%，表明珊瑚狀Pt納米線(xiàn)電極具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

Designing Nanoporous Coral-Like Pt Nanowires Architecture for Methanol and Ammonia Oxidation Reactions. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202110702

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