JACS：具有面心立方或六方堆积相的二元和三元固溶体合金纳米颗粒的晶体结构控制

Nanoyu

2022-02-24

晶体结构对固体的物理化学性质有重要影响。然而，由于在相同成分下控制合金的晶体结构极其困难，合金的晶体结构特性很少被研究。

近日，京都大学Quan Zhang，Kohei Kusada，Hiroshi Kitagawa采用化学还原的方法，通过微调金属前驱体的还原速度，选择性地合成了成分和尺寸相同的RuPt、RuIr和RuIrPt固溶体合金纳米颗粒的fcc相和hcp相。

文章要点

1）同步辐射X射线衍射(XRD)、原子分辨扫描透射电子显微镜(STEM)和能量色散X射线能谱(EDX)分析表明，所制得的纳米粒子具有典型的fcc相和hcp相固溶体结构。

2）作为概念验证，研究人员通过电催化析氢反应（HER）系统地研究了晶体结构对催化性能的影响。结果显示，hcp合金NPs在碱性溶液中对HER的电催化活性明显高于fcc合金NPs，表明HER的催化性能强烈依赖于晶体结构。特别是，hcp-RuIrPt NPs表现出极高的活性，在10 mA cm^-2时的过电位（η）为9.4 mV，在30 mV时的周转频率（TOF）达到2.94 s⁻¹，质量活性（J_mass）为877.5 A g⁻¹，是目前报道最好的碱性氢氧化物合金催化剂之一。

本工作将启发人们通过晶体结构控制来探索具有有趣性能的新型无机材料。

参考文献

Quan Zhang, et al, Crystal Structure Control of Binary and Ternary Solid-Solution Alloy Nanoparticles with a Face-Centered Cubic or Hexagonal Close-Packed Phase, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c00583

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00583