高附加值多碳化合物的电合成以及制氢是实现碳中性的有效途径，然而，由于缺乏高效双功能催化剂，在很大程度上阻碍了其发展。

近日，北京大学郭少军教授报道了首次开发了一种1 nm PtIr纳米线（NWs）双功能催化剂，用于在阳极电合成高附加值1,1-二乙氧基乙烷（DEE），在阴极电合成高纯度H₂。

文章要点

1）研究人员以Pt（II），乙酰丙酮铂（Pt(acac)₂）和Ir（III），2,4-戊二酸铱（Ir(acac)₃）为金属前驱体，六羰基钼（Mo(CO)₆）和1-十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）原位释放CO为结构导向剂，油胺为还原剂，采用胶体化学法合成了超细PtIr合金NWs。

2）实验结果表明，采用1 nm PtIr纳米线双功能催化剂的电池电压仅需0.61 V，电流密度即可达到10 mA cm⁻²，远低于Pt NWS（0.85 V）和商用Pt/C（0.86 V），并且在所有已报道的电合成催化剂中，具有85%的最高DIE法拉第效率，以及94.0%的析氢效率。

3）原位红外光谱研究表明，PtIr NWs可以促进乙醇中O−H键和C−H键的活化，这对乙醛中间体的形成起重要作用，最终形成DEE。此外，基于PtIr NWs双功能催化剂的电池表现出良好的稳定性，DIE法拉第效率没有明显的降低。

参考文献

Kun Yin, et al, One Nanometer PtIr Nanowires as High-Efficiency Bifunctional Catalysts for Electrosynthesis of Ethanol into High Value-Added Multicarbon Compound Coupled with Hydrogen Production, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c04626

https://doi.org/10.1021/jacs.1c04626