随着化石燃料消耗的增加以及自然资源的枯竭，迫切需要开发可持续的能源转换和存储设备，例如可再生燃料电池，可充电金属空气电池和超级电容器。在可再生能源燃料中，氢气(H₂)被认为是未来理想的清洁能源，它具有较高的能量密度。

目前，H₂的广泛应用目前面临两大技术瓶颈：i）动力学和热力学缓慢的阳极析氧反应(OER)；ii）铂、钌(IV)氧化物等贵金属催化剂的稀缺性和高成本。钯被认为是取代铂基电催化剂最有效的候选材料，因为它具有类似的晶格常数和晶体结构，但更便宜和更丰富。改变材料的局部结构，将钯与外来金属合金化或将钯负载在金属氧化物上，对钯的电子结构及其催化活性有重要影响。然而，目前还没有关于普鲁士蓝类似物衍生的Pd基金属间化合物生成方法的研究报道。

有鉴于此，帝国理工学院D. Jason Riley等人，报告了一种氨辅助原位阳离子交换方法，用于合成碳基纳米片负载N掺杂十二边形PdCoNi（Pd-e-NiCo-PBA-C）催化剂，并探讨了其催化性能。

本文要点

1）NiCo‐PBA由于其大的比表面积和沸石型腔体而被选为前驱体。受普鲁士蓝类似物（PBA）衍生物和Pd基复合材料出色的电催化活性的启发，使用一种新颖的原位氨辅助离子交换法，在PBA前驱体的碳基纳米片上合成氮掺杂的十二边型PdCoNi晶体。在碱性氨溶液中，通过使用钯盐进行离子交换，形成了含有十二烷的钯。

2）所形成的材料被证明在较宽的pH范围内表现出优异的HER和OER催化活性和耐久性。Pd-e-NiCo-PBA-C在酸性和碱性介质中的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）都具有极低的超电势和Tafel斜率，仅为47 mV，55 mV dec^-1（pH = 0 ，HER）和147 mV，67 mV dec^-1（pH = 14，HER）和309 mV，67 mV dec^-1（pH = 14，OER），优于市售的基于IrO₂和Pt的催化剂。此外，经过5000次循环后，线性扫描伏安法曲线的位移可以忽略不计，表明具有良好的稳定性。

3）将CoPd₂纳米颗粒封装在掺杂N的石墨碳基体中，可以有效地防止其腐蚀，并在全水分解方面具有50小时以上的催化活性，这优于最近报道的其他双功能电催化剂。为了测试其全的水分解性能，Pd-e-NiCo-PBA-C被用作阴极和阳极材料。在电池电压为1.6 V时，获得了33 mA cm^-2的高电流密度，经过50多个小时，催化活性保持在97.3％。

参考文献：

Hao Zhang et al. Pd Ion‐Exchange and Ammonia Etching of a Prussian Blue Analogue to Produce a High‐Performance Water‐Splitting Catalyst. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202008989

https://doi.org/10.1002/adfm.202008989