缺陷工程已成为当今电催化剂设计的重要考虑因素之一。然而，关于有序晶体结构中的空位（尤其是体心立方结构）以及有序空位对电子结构的影响还没有被研究过。

基于此，青岛科技大学赖建平教授，王磊教授报道了首次制备了一种具有有序空位（OVs）的体心立方PdCu纳米粒子（NPs），并进一步探讨了OVs对其电催化氮还原（NRR）的影响。

文章要点

1）催化剂的制备采用简单的醋酸刻蚀方法，并通过改变刻蚀时间来控制缺陷的大小。

2）结果表明，OVs优化的体心立方PdCu/C（OVs-PdCu-2）在Li₂SO₄电解液中表现出显著的NRR行为和选择性。法拉第效率(FE)在0.05V（vs.RHE）时达到21.5%的最大值。当电位增加到0 V时，实现了最高的NH₃产率，为55.54 μg h⁻¹ mg_cat⁻¹（4.44 μg h⁻¹ cm⁻²），明显优于未刻蚀的体心立方PdCu（PdCu/C）（12.83 μg h⁻¹ mg_cat⁻¹（1.03 μg h⁻¹ cm⁻²））。此外，OVs-PdCu-2催化剂在0 V时的周转频率（TOF）达到0.27 h⁻¹，高于无空位PdCu（0.064 h⁻¹），表明OVs-PdCu-2催化剂具有优越的本征活性。这是迄今为止，所报道的最佳的电压为0 V的NRR电催化剂。此外，该材料还具有较长的电化学稳定性和结构稳定性，即使在80 h的连续试验中，电流密度也没有降低。

3）通过适当的缺陷，可以调整最佳的电子结构，使其具有最优异的催化性能。同时，引入具有有序空位的多种纳米材料将是未来催化领域一个很有前途的研究方向。

参考文献

Zuochao Wang, et al, Ordered Vacancies on the Body-Centered Cubic PdCu Nanocatalysts, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03343

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03343