由于合金納米顆粒在電子結構上的可調性,使其在電催化領域被廣泛的研究與探索。但是,由于缺乏適用于不同金屬的通用封閉劑,因此控制它們的形狀和表面結構仍具有挑戰性。同時,它們在催化過程中長期存在表面組成的不穩定性問題,導致結果存在爭議。
基于此,美國佐治亞理工學院夏幼南教授和香港科技大學紹華敏教授(共同通訊作者)等人報道了一鐘簡單的基于種子介導生長合成Pd@AuxPd1-x(0.8≤x≤1)核-殼納米立方體的簡單方法。
通過優化Au/Pd的比例,Pd@AuxPd1-x核-殼的殼層厚度減小到三個原子層,制備出對生成H2O2具有優異催化活性、選擇性和耐久性的納米立方體。
由于表面具有良好的{100}面和最佳的Au/Pd比值,以Au0.95Pd0.05為殼的納米立方體是一種高效的H2O2電催化劑,在0.4-0.7 V的低過電位內,具有93-100%的高選擇性。
當Au0.95Pd0.05合金被限制在只有三層原子厚度的殼中時,電催化劑不僅能夠保持其表面結構和元素組成,而且能以1.62 mol g(Pd+Au)-1 h-1的速率在氧還原過程中連續穩定地生成H2O2。因此,該研究為合理開發基于合金納米晶的活性和耐久性電催化劑提供了一條通用途徑。
Maximizing the Catalytic Performance of Pd@AuxPd1-x Nanocubes in H2O2 Production by Reducing Shell Thickness to Increase Compositional Stability. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202105137.
https://doi.org/10.1002/anie.202105137
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