各向异性的3D纳米结构由于其元素分布的不均一性和不对称的构型而表现出优异的电催化活性和稳定性。然而，将各向异性分布的元素和各向异性形貌结合在一个3D纳米结构中仍然是一个巨大的挑战。

近日，苏州大学江林教授，孙迎辉教授报道了首次成功地制备了一种3D各向异性的Au@Pt-Pd半球形纳米结构（Au@Pt-Pd，H-Ss），同时兼具元素的异质性和形貌的各向异性，作为氧化反应的高效电催化剂。

文章要点

1）研究人员在生长液中加入超低浓度的BO₂^-，导致其在Au种子表面的吸附不均匀。密度泛函理论计算（DFT）结果表明，Pt-Pd原子在有BO₂^-的Au表面上的形成能（Au-CTA⁺-BO₂^-，−0.24 eV）远低于在没有BO₂^-的Au表面上的形成能（Au-CTA⁺，0.79 eV）。BO₂^-在Au-CTA⁺-BO₂^-上的不均匀吸附和Pt-Pd原子的快速生长有助于形成各向异性的半球形纳米结构。

2）这些独特的特性不仅使纳米结构具有大的比表面积和高密度的催化活性中心，而且有效地暴露了内部的种子纳米结构（Au），从而实现了不同元素在电催化过程中的协同作用。特别是，Au@Pt-Pd H-Ss对甲醇氧化反应（MOR）、乙醇氧化反应（EOR）和甲酸氧化反应（FAOR）表现出比Au@Pt-Pd球形纳米结构（Au@Pt-Pd Ss）、商用Pt/C、商用Pd/C以及大多数已报道的电催化剂更显著的电催化活性和稳定性。

这项工作为创造性地合成具有3D各向异性纳米结构的新型高效电催化剂提供了启发。

参考文献

Wenkai Liang, et al, 3D Anisotropic Au@Pt–Pd Hemispherical Nanostructures as Efficient Electrocatalysts for Methanol, Ethanol, and Formic Acid Oxidation Reaction, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202100713

https://doi.org/10.1002/adma.202100713