胡适/张江威Nano Res.: 利用间隙氢掺杂对Pd-Rh核-壳催化剂进行微调以增强甲醇氧化

雨辰

2021-08-09

金属催化剂在催化电化学过程中起着重要的作用，其性能的优化通常通过与其他金属原子的合金化来实现。掺杂间隙氢原子是调节主体催化剂电子结构的一种特殊但有效的方法。

有鉴于此，天津大学胡适教授和中国科学院大连化学物理研究所张江威等人，证明了Pd@Rh核壳纳米立方体在氢掺杂过程中Pd和Rh原子的混合，在 Pd@Rh-H 中形成合金表面。

本文要点

1）成功地通过两种不同的方法将氢原子引入Pd@Rh核壳纳米立方体中，并探索了H在调节原子在结构中的分布和甲醇氧化中的电催化活性方面的作用。

2）与工业Pt/C相比，该催化剂的电催化甲醇氧化性能有所提高，甚至优于PdH@Rh核壳纳米立方体。X 射线电子能谱和电子衍射的对分布函数分析揭示了氢向核壳Pd@Rh内扩散不仅使晶格膨胀，而且会引起Pd和Rh原子的显著混合。

3）理论计算结果表明，Pd@Rh-H中的Rh比PdH@Rh中的Rh含有更多的负电荷，表明Pd@Rh-H中的电荷转移更有效。 Pd@Rh-H中Rh位点的d带中心（εd）上移，Rh和Pd之间的协同作用优化了CO和OH的结合能，表现出更优异的催化活性。

总之，该工作为通过掺杂间隙原子合成高性能催化剂提供了指导，为其他双金属纳米粒子的电子结构调控提供了新的思路。

参考文献：

Guo, X., Hu, Z., Lv, J. et al. Fine-tuning of Pd-Rh core-shell catalysts by interstitial hydrogen doping for enhanced methanol oxidation. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3652-0

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3652-0