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张华JACS：Pt特定晶面的晶格扩张改善电催化活性

纳米技术
2021-07-20


金属催化剂特定晶面的晶格工程对于改善催化反应活性而言非常关键，而且对于深入理解晶面调控的晶格工程对催化活性改善影响非常有用。有鉴于此，香港城市大学张华等报道发展了一种两步反应合成方法实现Pt的特定晶面晶格扩张效应，具体在Pt催化剂的Pt(100)晶面、(111)晶面上实现晶格扩张，而且通过晶格扩张改善电催化活性。

本文要点：

（1）

首先作者通过在Pd晶粒的外延生长，随后通过氢原子插嵌将Pd转化为PdH0.43，分别合成了两种分别暴露Pt(100)、Pt(111)晶面的Pd@Pt核壳结构催化剂。Pd核的晶格扩张导致Pt壳结构晶胞增大，因此显著改善了Pt(100)、Pt(111)晶面上的醇氧化反应活性。

在甲醇氧化、乙醇氧化反应中，Pt的质量比活性分别达到32.51 A mgPt-1、14.86 A mgPt-1，分别是市售Pt/C催化剂的41.15倍、25.19倍。

（2）

通过DFT计算模拟，作者发现Pt(100)、Pt(111)晶面显著提高的催化反应活性是因为晶格扩张导致改善OH吸附。本文研究结果为纳米材料晶格调控实现提高特定晶面的电催化活性提供经验，同时为发展高效率催化剂提供指导。

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参考文献

Guigao Liu, Wei Zhou, Yiru Ji, Bo Chen, Gengtao Fu, Qinbai Yun, Shuangming Chen, Yunxiang Lin, Peng-Fei Yin, Xiaoya Cui, Jiawei Liu, Fanqi Meng, Qinghua Zhang, Li Song, Lin Gu, and Hua Zhang*, Hydrogen-Intercalation-Induced Lattice Expansion of Pd@Pt Core–Shell Nanoparticles for Highly Efficient Electrocatalytic Alcohol Oxidation, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c05856

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05856




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