多元纳米颗粒（MENPs）提供了将不同元素的多种催化功能集成到一个纳米颗粒中的可能性。然而，由于Ag与其他金属之间存在较强的相分离，用Ni、Fe等过渡金属合成Ag基MENPs充满极大挑战。

近日，北京化工大学庄仲滨教授，特拉华大学Yushan Yan报道了非金属元素P能促进Ag与其他金属的融合，并通过一锅溶液相化学法成功地合成了Ag−Ni−Fe−P MENPs。而在没有P的情况下，只能得到分离的不规则Ag和NiFe纳米颗粒。

文章要点

1）研究人员利用高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）元素图谱研究了纳米颗粒的组成和元素分布。结果表明，Ag、Ni、Fe和P存在于同一纳米颗粒中，且几乎均匀分布在整个纳米颗粒中，证明了成功合成了MENPs。

2）所合成的Ag−Ni−Fe−P MENPs表现出较高的ORR和OER活性，其ORR半波电位（E_1/2）为0.87 V（vs RHE，下同），10 mA cm⁻²（E₁₀）下的OER电位为1.50 V，ΔE（E_10,OER−E_1/2,ORR）仅为630 mV。Ag−Ni−Fe−P MENPs高的双功能催化活性归因于其多元素组成和不同元素之间的协同作用。

3）以Ag−Ni−Fe−P MENPs为空气电极的ZAB具有234 mW cm⁻²的峰值功率密度，可稳定工作250 h，优于相同条件下的基准Pt/C+IrO₂催化剂。

这项工作表明，通过合理设计MENPs，可以实现新型电化学能量转换器件所需的多功能性。

参考文献

Zhiyuan Xu, et al, Synthesis of Ag−Ni−Fe−P Multielemental Nanoparticles as Bifunctional Oxygen Reduction/Evolution Reaction Electrocatalysts, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c00305

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00305