具有低氧空位的黑色管状金属氧化物由于其高的还原性和稳定性，以及相当一部分低价金属物种和晶格中的氧空位，被认为在气敏、光催化和可充电电池等工业领域具有广阔的应用前景。
近日，韩国淑明女子大学Won-Hee Ryu报道了提出了一种将具有可控氧缺陷的WO3-x 纳米纤维（NFs）作为金属氧化物载体上制备Pt金属催化剂的有效策略。
文章要点
1）电纺丝是一种简单、通用、可扩展的一维（1D）纳米材料制备技术，在还原气氛（H2/Ar）下，在相对较低的温度（650 °C）下煅烧，可以得到各种不同的WO3−x NFs。研究发现，1D、结晶度较差的深色WO3−x NFs（以下称为黑色WO3−x NFs）为Pt NPs的直接生长提供了较大的表面积和稳定的锚定位置，通过限制Pt NPs在形成过程中的团聚，使负载的催化剂能够得到充分利用。
2）研究发现，Pt/黑色WO3−x NF体系在氧化还原反应中表现出优异的催化性能，优于电纺纤维氧化煅烧（空气中650 °C）制得的负载Pt的结晶型白色WO3−x NFs。基于结构表征和计算研究，研究人员将其高催化活性归因于黑色WO3−x NFs的光学带隙减小（1.48 eV），表面氧空位（O/Wsurf=2.44）促进了尺寸可控的Pt NPs上的大量ORR活性位点，以及Pt NPs良好的表面电荷性质，从而提高了体电导率。而Pt/黑色WO3−x NF耐久性的提高则归因于Pt团簇和缺氧WO3−x表面之间的强耦合，以及其阻止Pt纳米颗粒聚集的能力，从而实现了高效的Pt负载和催化耐久性。
这项研究突出了一种制备高性能催化剂/金属氧化物杂化材料的新策略，也为金属氧化物的广泛应用提供了一个新的方向，以克服目前金属氧化物的局限性。
参考文献
Ga-Yoon Kim, et al, Black Tungsten Oxide Nanofiber as a Robust Support for Metal Catalysts: High Catalyst Loading for Electrochemical Oxygen Reduction, Small 2021
DOI: 10.1002/smll.202103755
https://doi.org/10.1002/smll.202103755
