具有工程化Pt表面的3d金属基核@壳纳米催化剂的制备为改善催化性能提供了有效的方法。其面临的关键挑战在于3d金属核的形状控制和Pt基壳的厚度控制。
有鉴于此，美国纽约州立大学宾汉姆顿分校Jiye Fang报道了一种以胶体种子为媒介的方法，以CuNi八面体核为模板，成功制备了八面体CuNi@Pt-Cu核@壳纳米晶体。
文章要点
1）为了制备CuNi@Pt-Cu核@壳纳米催化剂，研究人员首先制备了CuNi纳米八面体作为晶种，然后在胶体体系中形成了Pt基壳。通过调节封端配体（PtCl4）、反应温度（约180 ℃）和升温速率（2 ℃/min）以精确控制包括成壳的沉积速率和扩散速率在内的合成条件，成功得到了厚度小于1 nm的均匀Pt基壳。
2）研究发现，所制备的CuNi@Pt-Cu核@壳纳米八面体具有许多结构特征，如{111}形貌效应和晶格应变效应。此外，与市售Pt/C催化剂和碳载CuNi@Pt-Cu纳米多面体对比物相比，所得的碳载CuNi@Pt-C核@壳纳米八面体在电化学甲醇氧化反应（MOR）中表现出优异的活性（峰值电流密度：约7.5 mA cm-2），同时大大降低了催化剂中的Pt含量。
这项工作为将Pt基电催化剂改进的三种策略（即与3d金属合金化，晶体形貌控制和核壳结构）整合到一个设计中铺平了道路。同时，由于大多数电化学反应均取决于催化剂的表面和表面组成，因此通过这种方法产生的CuNi@Pt-Cu纳米催化剂可能具有对其他小分子氧化反应（如甲酸氧化）的高活性。
参考文献
Can Li, et al, Synthesis of Core@Shell Cu-Ni@Pt-Cu Nano-Octahedra and Their Improved MOR Activity, Angew. Chem. Int. Ed., 2021
DOI: 10.1002/anie.202014144
https://doi.org/10.1002/anie.202014144
