贵金属和过渡金属碳化物之间的界面电子工程被认为是提高电催化氧还原反应（ORR）固有活性的有效策略。然而，这种短程效应和巨大的结构差异使获得理想的具有原子级薄贵金属层的电催化剂面临重大挑战。

有鉴于此，中国科学院长春应用化学研究所董绍俊院士和石溪大学Jin Wang等人，展示了通过精确控制金属有机框架约束和共价相互作用来制备Mo₂C-耦合Pd原子层(AL-Pd/Mo₂C)异质结构电催化剂的组合策略。

本文要点

1）通过界面电子工程，通过共价相互作用、空间约束和相变的顺序策略，原子精确地合成了AL-Pd/Mo₂C催化剂，从而显着提高了Pd在AL-Pd/Mo₂C催化剂中的ORR活性和稳定性。

2）实验和DFT计算表明，Mo₂C衬底可以通过电子效应显著影响邻近的Pd原子层，并优化了Pd原子的d带中心和中间吸附能。此外，Pd/Mo₂C界面的强金属-载体相互作用进一步稳定了Pd原子层的高比表面积。

3）值得注意的是，AL-Pd/Mo₂C具有最高的ORR电化学活性和稳定性，其在0.9 V下的质量活性为2.055 A mg_Pd^-1，分别是Pt/C、Pd/C和Pd纳米颗粒的22.1倍、36.1倍和80.3倍。此外，AL-Pd/Mo₂C在连续操作15 h和5000个循环后，活性仅略有下降。

总之，该工作为原子贵金属催化剂的合成提供了一种新的方法，并为界面电子调控提供了新的见解。

参考文献：

Liang Huang et al. Interfacial Electron Engineering of Palladium and Molybdenum Carbide for Highly Efficient Oxygen Reduction. J. Am. Chem. Soc., 2021.

DOI: 10.1021/jacs.1c00656

https://doi.org/10.1021/jacs.1c00656