厦大/港理工Nat. Commun.: 活性高又稳定,亚纳米高熵合金纳米线实现卓越的HOR性能

厦大/港理工Nat. Commun.: 活性高又稳定,亚纳米高熵合金纳米线实现卓越的HOR性能
具有独特理化性质的高熵合金(HEAs)在许多领域引起了极大的关注,但在原子水平上对其尺寸和形貌的精确控制仍然是一项艰巨的挑战。
近日,厦门大学黄小青卜令正香港理工大学黄勃龙等合成了用于碱性氢氧化反应(HOR)的具有独特结构的PtRuNiCoFeMo HEA亚纳米纳米线(SNW)。
厦大/港理工Nat. Commun.: 活性高又稳定,亚纳米高熵合金纳米线实现卓越的HOR性能
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实验结果表明,PtRuNiCoFeMo HEA SNW对HOR的质量活性和比活性达到6.75 A mgPt+Ru-1和8.96 mA cm-2,分别比HEA NPs/C、商业PtRu/C和Pt/C高2.8/2.6倍、4.1/2.4倍和 19.8/18.7倍。
此外,在加速耐久性试验(ADT)中,2000次循环后没有观察到PtRuNiCoFeMo HEA上HOR性能的明显衰减,这表明HEA SNW对HOR具有良好的稳定性。此外,与商业PtRu/C和Pt/C相比,在1000 ppm CO存在的情况下,HEA SNW甚至可以显示出优异的抗CO中毒能力。
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密度泛函理论(DFT)计算证实,HEA SNW中不同金属之间的强相互作用可以调节不同金属的电子结构,从而增强HOR活性。
特别是,由于附近Fe和Mo位点的钉扎效应,Co和Ni位点保持高度稳定的价态,而Pt和Ru位点调节整体电活性以获得优异的HOR性能。这项研究不仅可以为HEA SNW的可控合成提供一个简便的方法,而且可以促进HEA催化及其他方面的基础研究。
Subnanometer High-Entropy Alloy Nanowires Enable Remarkable Hydrogen Oxidation Catalysis. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-26425-2

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