开发高效的铂（Pt）基合金氧还原反应（ORR）电催化剂是燃料电池实用化的关键。高温还原技术可以改善合金原子有序性，但不可避免地会加速金属烧结。

近日，中山大学宋树芹教授，Yi Wang制备了嵌入有序介孔碳（OMC）基体中的Pt-Ni纳米颗粒(<5 nm)，其限制效应抑制了纳米颗粒的烧结，温度最高可达900 °C。经过精心的脱合金化处理后，Pt-Ni纳米颗粒的表面结构由富Ni层转变为富Pt层（厚度约为0.15 nm）。

文章要点

1）优化后的样品（PtNi₃@OMC-A）的质量和比活性分别为2.11A mg_Pt^-1和3.23 mA cm_Pt^-2，比商用Pt/C（20 wt%）高一个数量级以上。此外，PtNi₃@OMC-A也表现出长期稳定性，10000次循环后活性损失可以忽略不计。

2）实验结果和密度泛函理论计算都表明，合金化效应和应变效应都削弱了Pt-O结合强度，从而实现了优异的ORR电催化活性。此外，这种高的长期稳定性可以归因于OMC的限制，抑制了嵌入的合金纳米颗粒的分离或团聚。

3）更重要的是，这种通过高温还原技术的合成策略可以推广到PTM合金(M=Fe，Co，Cu，Mn等)的合成。

本工作为高温合成铂基合金用于ORR电催化剂提供了一种可行的解决方案。

参考文献

Kun Wang, et al, High-Temperature Confinement Synthesis of Supported Pt–Ni Nanoparticles for Efficiently Catalyzing Oxygen Reduction Reaction, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202113399

https://doi.org/10.1002/adfm.202113399