铂（Pt）作为一种优良的电催化剂，通常以薄层形式沉积在纳米衬底上，以获得较高的利用效率。然而，由于核浸出造成的耐久性差，极大的限制了所设计的催化剂的实际应用。

近日，西安交通大学金明尚教授，Jianbo Wu，加州大学河滨分校殷亚东教授报道了一种由内层Pd核、非晶态磷化钯中间层（a-Pd-P）和厚度和表面结构可控的超薄Pt壳组成的一类核壳纳米颗粒的稳健合成方法。

文章要点

1）通过强的Pt−P相互作用，克服了非晶态衬底和晶壳之间的结构失配。P原子为锚定Pt原子提供了均匀分散的位点，进一步确保了沉积的Pt原子的逐层生长。因此，壳层厚度可以容易地从亚单分子层（Pd@a-Pd-P@Pt_SML）调整到几个原子层（Pd@a-Pd-P@Pt_nL，n=2−9）。

2）酸性ORR和甲醇氧化反应（MOR）测试结果表明，核壳纳米颗粒具有优异的耐久性。Pd@a-Pd-P@PtSML催化剂能够经受50000个ORR循环和20000个MOR循环，没有检测到结构变形和小于10%的质量损失，远远超过传统的Pd@Pt催化剂和商用Pt/C催化剂。

3）理论计算表明，Pd@a-Pd-P@Pt核壳催化剂的超高稳定性源于a-Pd-P中间层具有较高的耐蚀性和较强的界面Pt−P相互作用。在保证了优异的耐久性的前提下，Pd@a-Pd-P@Pt催化剂的催化活性可以通过小面控制或尺寸控制进一步优化。特别是当颗粒尺寸减小到6 nm时，由于Pt原子利用率的提高和P原子内部具有较强的配体效应，生成的Pd@a-Pd-P@Pt_SML可以作为理想的电催化剂。经50000次循环后，Pd@a-Pd-P@Pt核壳催化剂对ORR的质量活性仍可高达4.08 A/mg_Pt（1.37 A/mg_Pd+Pt），远高于商用Pt/C和2025年美国能源部的目标。

参考文献

Tianou He, et al, Deposition of Atomically Thin Pt Shells on Amorphous Palladium Phosphide Cores for Enhancing the Electrocatalytic Durability, ACS Nano, 2021

DOI：10.1021/acsnano.1c00602

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00602