在亚5nm范围内同时控制单分散Pd纳米晶的尺寸、形貌和晶面是一个巨大的挑战。同时，定量地了解在一锅系统中操纵纳米晶体形状演化的热力学和动力学参数仍然有待进一步研究。近日，南京师范大学的唐亚文教授和邱晓雨等人合作，通过理论与实验相结合的方法，系统地研究了密度泛函理论(DFT)计算的Pd生长模式的吸附能、热力学因素和还原动力学，重点研究了添加剂的分散状态。作为纯模型，当使用1,1’‐二萘(C₂₀H₁₄) +2NH₃作为添加剂时，可获得由(111)晶面包围的单分散Pd四面体，其尺寸分布窄为4.9±1 nm，纯度接近98%。特别地，当使用添加剂1,1’‐二萘-2,2’-二胺(C₂₀H₁₆N₂, C₂₀H₁₄)时，呈锯齿状的海胆状Pd纳米晶(Pd LUs)通过各向异性生长而生长。催化的调查表明，与Pd LUs和Pd相比，亚5 nm Pd四面体表现出在氧还原反应(Eonset=1.025 V，E_1/2=0.864 V)和甲酸氧化反应中均表现出优异的催化活性。该工作对于设计制备具有可控形貌的亚5nmPd纳米晶取代Pt电催化剂具有重要的借鉴意义，

Huaifang Zhang; Xiaoyu Qiu; Yifan Chen; Shangzhi Wang; Sara E. Skrabalak; Yawen Tang. Shape Control of Monodispersed Sub-5 nm Pd Tetrahedrons and Laciniate Pd Nanourchins by Maneuvering the Dispersed State of Additives for Boosting ORR Performance. Small, 2019.

DOI: 10.1002/smll.201906026

https://doi.org/10.1002/smll.201906026