Adv Mater：PtSnCu纳米框电催化乙醇氧化

纳米技术

2024-01-25

电催化乙醇氧化反应能够将能量密度非常高的可再生生物燃料转变为电能，但是目前对于该催化反应的催化剂仍难以获得优异的性能。研究者发现多元素纳米合金是一种构筑高活性催化剂的有效方法，但是如何在原子尺度构筑多金属元素组装位点仍是个巨大的挑战。

有鉴于此，深圳大学骆静利院士、Wen Chen、罗水平、香港理工大学黄勃龙等从PtCu纳米晶出发，通过Sn扩散策略构筑Pt₄₇Sn₁₂Cu₄₁纳米框，其中分布{331}、{221}等n(111)-(111)类型的高指数晶面。

本文要点：

（1）

通过这种较大的晶格指数和多种高指数晶面形成的三元组装活性位点，Pt₄₇Sn₁₂Cu₄₁纳米框的质量活性达到3.10 A mg^-1_Pt，三元组装活性位点有助于打破C-C化学键，有助于CO中间体的氧化，因此得到酸性电解液乙醇氧化反应的优异催化剂。

（2）

通过DFT理论计算，说明Sn能够促进s-p轨道偶联，提高d轨道中心的位置，因此改善催化剂的电催化活性。由于催化剂与乙醇之间的强结合力、减少CO氧化反应的能垒，因此PtSnCu合金电催化剂得到优异的乙醇氧化活性，C1产物的法拉第效率得以提高。这项工作有助于发展多元纳米合金新型电催化剂。

参考文献

Min Tang, Mingzi Sun, Wen Chen, Yutian Ding, Xiaokun Fan, Xiaoyu Wu, Xian-Zhu Fu, Bolong Huang, Shuiping Luo, Jing-Li Luo, Atomic Diffusion Engineered PtSnCu Nanoframes with High-Index Facets Boost Ethanol Oxidation, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202311731

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202311731