王磊/赖建平Small: 无溶剂微波超快速合成致密超精细Pt-镧系元素@KB作为高效析氢电催化剂

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王磊/赖建平Small: 无溶剂微波超快速合成致密超精细Pt-镧系元素@KB作为高效析氢电催化剂
目前，通过简单的方法合成具有优异活性、比活性和稳定性的难熔Pt基电催化剂仍然是一个巨大的挑战。
青岛科技大学王磊、赖建平等报道了一种简单且超快的无溶剂微波策略，制备一系列Pt-镧系元素@Ketjen Black(PtM@KB，M = La、Gd、Tb、Er、Tm和Yb)催化剂用于电催化HER。
王磊/赖建平Small: 无溶剂微波超快速合成致密超精细Pt-镧系元素@KB作为高效析氢电催化剂
得到优化的Pt61La39@KB具有出色的析氢反应(HER)活性，在0.5 M H2SO4溶液中具有38 mV (10 mA cm-2)的低过电位和44.13 s-1 (100 mV)的高TOF值，并在1.0 M KOH溶液中表现出优异的性能。
该方法也可用于直接在碳布(CC)上生长催化剂，PtLa@CC在0.5 M H2SO4中显示出99 mV (1000 mA cm-2)的过电位，并且反应500小时后仍保持活性。
王磊/赖建平Small: 无溶剂微波超快速合成致密超精细Pt-镧系元素@KB作为高效析氢电催化剂
Ketjen Black作为一种良好的碳载体，具有较大的比表面积，可以很好地分散活性位点，也有助于提高催化剂的导电性，促进HER反应。DFT计算表明，在反应条件下，Pt基催化剂的耐久性主要是由于Pt原子溶解成Pt2+离子。
随着Pt原子的溶解，由于表面缺陷上较低的氧化动力学障碍，缺陷在表面上加速金属腐蚀。PtLa@KB的Pt原子空位形成能较高有助于提高耐久性，ΔGH*的最佳值有利于更高的HER活性。
Superfast synthesis of densely packed and ultrafine Pt-lanthanide@KB via solvent-free microwave as efficient hydrogen evolution electrocatalysts. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202102879

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