by 德累斯頓工業(yè)大學(xué)（Dresden University of Technology）

考慮到激光產(chǎn)生的金屬納米顆粒前體的清潔度，產(chǎn)生了表面清潔的貴金屬氣凝膠。闡明了NMAs的固有電催化性能，并公開(kāi)了用于乙醇電氧化的配體調(diào)節(jié)的電催化性能。因此，這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)用于NMA和其他材料系統(tǒng)的高性能電催化劑提供了新的方向。Credit: (c) Ran Du

德累斯頓工業(yè)大學(xué)的化學(xué)家們通過(guò)重新研究配體化學(xué)方法，制造了表面清潔的貴金屬氣凝膠，從而提高了電催化性能。他們已經(jīng)在Angewandte Chemie國(guó)際版中報(bào)告了他們的結(jié)果。

貴金屬氣凝膠（NMA）是一類新興的多孔材料，具有納米級(jí)，高活性貴金屬和多孔結(jié)構(gòu)，在各種電催化過(guò)程中顯示出空前的性能。但是，各種雜質(zhì)，特別是有機(jī)配體，經(jīng)常參與合成過(guò)程并保留在相應(yīng)的產(chǎn)物中，這阻礙了對(duì)NMAs固有電催化性能的研究。另一方面，有機(jī)配體的存在通常被認(rèn)為對(duì)催化過(guò)程是有害的，因?yàn)樗鼈兛梢宰钄嗷钚晕稽c(diǎn)。然而，由于缺乏以受控方式在干凈的NMA中賦予配體的方法，因此尚未在NMA系統(tǒng)中得到驗(yàn)證。

來(lái)自中國(guó)的Ran Du是Alexander von Humboldt的研究員，自2017年以來(lái)一直擔(dān)任德累斯頓工業(yè)大學(xué)Alexander Eychmüller教授的物理化學(xué)小組的博士后。他和Duisburg-Essen大學(xué)的Stephan Barcikowski教授最近創(chuàng)建了表面清潔貴金屬氣凝膠通過(guò)使用激光產(chǎn)生的納米粒子，從而揭示了一個(gè)新的維度，可通過(guò)調(diào)節(jié)配體化學(xué)來(lái)增強(qiáng)乙醇電氧化的電催化性能（直接乙醇燃料電池的陽(yáng)極反應(yīng)）。

Ran Du和他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)激光燒蝕制備了各種無(wú)機(jī)鹽穩(wěn)定的金屬納米粒子，它們是不含有機(jī)配體的前體。以這種方式，他們制造了金（Au），鈀（Pd）和金-鈀（Au-Pd）的無(wú)雜質(zhì)NMA。這一成就突出了NMA的固有電催化性能。另外，這些清潔的凝膠用作有意接枝特定配體的平臺(tái)，由此明確證明了配體定向的電催化性能調(diào)節(jié)。潛在的機(jī)制歸因于不同配體的電子密度調(diào)節(jié)，其中乙醇氧化反應(yīng)（EOR）的電催化活性與金屬的氧化態(tài)正相關(guān)。在這方面，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性的Au-Pd雙金屬氣凝膠的顯著電流密度比市售Pd / C（鈀/碳）高5.3倍，比Au-Pd原始?xì)饽�膠高1.7倍。

“通過(guò)這項(xiàng)工作，我們不僅提供了一種制備無(wú)雜質(zhì)NMA來(lái)探測(cè)其內(nèi)在特性的策略，而且還提供了通過(guò)重新研究配體的作用來(lái)設(shè)計(jì)高性能電催化劑的新維度，” Ran Du說(shuō)。

原文網(wǎng)址：https://phys.org/news/2020-03-ligands-dimension-electrocatalysis-noble-metal.html

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