铂基贵金属合金纳米晶的形貌和结构调控取得新进展

       近日，biwn必赢谢兆雄教授和匡勤副教授课题组在具有特定晶面裸露的片状内凹结构贵金属合金纳米晶的可控合成方面取得重要进展，相关研究结果以“Excavated Cubic Platinum–Tin Alloy Nanocrystals Constructed fromUltrathin Nanosheets with Enhanced Electrocatalytic Activity”为题发表于《德国应用化学》（Angew. Chem.Int. Ed.，DOI: 10.1002/anie.201602592）。

       铂基贵金属纳米材料在众多领域都有着不可替代的应用。减低铂的使用量、提高铂的原子利用率是一直以来基础和应用研究的重要目标。增大比表面积和控制特定晶面裸露是实现上述目标的重要手段。减小纳米晶尺寸可提高其比表面积，但是小尺寸的纳米晶体难以保留特定的晶面；而大尺寸纳米晶虽然可以有特定晶面，但其表面积较小。由特定晶面裸露的超薄纳米片构筑起来的高度内凹的三维结构（定义为“片状内凹多面体”）打破了小尺寸和特定晶面的对立关系，是最理想的、具有应用前景的催化剂纳米晶的形貌。谢兆雄教授和匡勤副教授课题组通过引入聚乙烯吡咯烷酮作为表面调节剂以及调控反应的动力学，成功合成了由高表面能{110}面裸露的超薄纳米片互相支撑形成的片状内凹立方体结构的铂锡合金纳米晶。虽然所合成的铂锡合金纳米晶尺寸达到二十余纳米，其比表面积与商业铂黑相当。由于片状内凹结构所赋予的特定晶面和大的比表面积及合金带来的协同效应，这种片状内凹立方体结构的铂锡合金纳米晶在甲醇电氧化中展现出优异的性能。

       该项研究是在谢兆雄教授与匡勤副教授的共同指导下完成的。论文第一作者是课题组博士生陈巧丽，杨亚男、曹振明和杜桂芬参与了部分工作。

               

       研究工作得到科技部(批准号：2015CB932301)和国家自然科学基金委(批准号：21131005, 21333008, 21473146和J1310024)的支持。