（來源：“AdvancedScienceNews”←關注它）

貴金屬鉑納米晶作為一類高效的催化材料，在催化、電催化以及儲能領域具有廣泛的應用。

?

在各類應用中，鉑納米晶的表面結構深刻地影響其催化活性和選擇性。例如，在催化氧還原反應時，鉑{111}晶面相較于鉑{100}晶面催化活性高出五倍以上！

?

在催化苯的加氫反應時，具有{100}晶面的鉑納米立方作為催化劑時表面產物主要是環己烷，但是具有{100}和{111}晶面的鉑立方八面體的催化產物包括環己烷和環己烯。

?

有鑒于此，通過調控鉑納米晶的表面形貌來優化其催化性能成為科學家們不斷探索的課題。在各類鉑多面體納米晶中，鉑二十面體納米晶因其表面的{111}晶面和孿晶結構而具有的獨特催化性能引起了研究者們的極大興趣。

?

目前，鉑二十面體納米晶主要是采用羰基金屬作為反應物、分解產生的CO作為還原劑來進行合成，但羰基金屬的使用導致產物中不可避免地引入金屬雜質。

?

為了克服這一難題，Zhu等人采用[Pt(CH3NH2)4][PtCl4]作為前驅體、油胺作為還原劑來合成鉑二十面體納米晶。盡管產物避免了雜質金屬，但該方法的單批次產量只有2毫克，且反應時間長達一周，這些缺點對于實際應用來說是難以接受的。

?

?

日前，佐治亞理工學院夏幼南教授課題組開發一種全新的合成鉑二十面體納米晶的方法。該方法反應條件簡單溫和，只需鉑前驅體（Pt(acac)3）、穩定劑（PVP）和四甘醇作為反應物進行反應20分鐘，便可以得到尺寸均勻、純度（~88%）較高的鉑二十面體納米晶。

?

鉑二十面體納米晶的透射電鏡和高分辨圖像

通過簡單地改變前驅體的質量，鉑二十面體納米晶的尺寸可以在10到25納米之間得到精確控制。

?

此外，作者通過進一步引入抗壞血酸作為輔助還原劑來促進鉑原子的成核過程，成功將鉑二十面體納米晶的尺寸進一步減小至7納米，并將產物純度提升至93%。

?

不同尺寸鉑二十面體納米晶的氧還原面積比活性以及與商用鉑碳的性能對比

當用作氧還原催化劑時，具有不同尺寸的鉑二十面體納米晶的面積比活性較商用鉑碳催化劑高出2.4倍以上，且其面積比活性隨著納米晶尺寸的增大而逐漸增大。穩定性測試表明，不同尺寸的鉑二十面體納米晶在作為氧還原反應催化劑時較商用鉑碳展現出更加優越的穩定性。

該項研究不僅提供了一種合成鉑二十面體納米晶的簡易方法，同時實現了對納米晶尺寸的精確調控。關于鉑二十面體納米晶的氧還原活性和穩定性的研究也為相關催化劑的設計提供了借鑒指導。

?

Zhao M, Holder J, Chen Z, et al. Facile Synthesis of Pt Icosahedral Nanocrystals with Controllable Sizes for the Evaluation of Size‐Dependent Activity toward Oxygen Reduction[J]. ChemCatChem, 2019.