铂(Pt)催化剂在能量转换和储存过程中起着关键作用,但进一步提高其性能仍然具有挑战性。层状组装超结构(SSs)在表面原子比和结构稳定性方面具有很大优势,这对于创建具有活性和稳定的扭曲结构非常有利。
有鉴于此,厦门大学黄小青教授,Lingzheng Bu,上海交通大学邬剑波教授报道了通过电化学浸出PtTex SSs制备了一类具有可控畸变结构的Pt SSs。
文章要点
1)详细的表征表明,PtTe2.0Ss、PtTe1.5Ss和PtTe1.0Ss的电化学浸出分别产生了高畸变(H)-Pt SSs、中等畸变(M)-Pt SSs和低畸变(L)-Pt SSs,因此,通过调节Te含量即可实现对获得的Pt SSs畸变度的调节。
2)实验结果显示,H-Pt SSs、M-Pt SSs和L-Pt SSs催化剂中,H-Pt SSs具有最佳的ORR/MOR/HER电催化活性,对ORR的质量活性为2.24 A mg−1,对MOR的质量活性为2.89 A mg−1,同时,在电流密度为10 mA cm−2时,对HER的过电位为25.3 mV。此外,与商用Pt/C催化剂相比,H-Pt SSs、M-Pt SSs和L-Pt SSs催化剂显示出更高的稳定性。
3)研究人员结合分子动力学(MD)和密度泛函理论(DFT)计算的多尺度模拟进一步证实了表面压缩、表面缺陷和多孔Pt纳米片上的纳米孔在提高畸变Pt SSS的ORR性能中的关键作用。
这项研究为构建具有可控畸变结构的高性能Pt纳米结构提供了一种新的策略,具有潜在的应用价值。
参考文献
Yonggang Feng, et al, Highly Surface-Distorted Pt Superstructures for Multifunctional Electrocatalysis, Nano Lett., 2021
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00902
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00902