亚稳态贵金属纳米晶体可能表现出独特的催化性能，以解决许多重要过程的缓慢动力学问题，包括碱性条件下电解水制氢的析氢反应。然而，亚稳态贵金属纳米晶体的探索仍处于起步阶段，缺乏足够的合成和电子工程策略来充分激发其催化潜力。

基于此，西安交通大学Chuanbo Gao，苏州大学Tao Cheng，上海科技大学Qing Zhang通过克服电置换反应在hcp-Ni纳米晶体上合成了相干的亚稳态hcp-Pt相，并揭示了其独特的电子特性和显著改善的碱性HER催化活性。

文章要点

1）首先合成了具有hcp相的支链Ni纳米晶体。Pt在这些hcp-Ni纳米支链上相干生长的关键是引入油胺作为强配体，这显著降低了Pt盐的还原电位，从而降低了它通过电置换与Ni纳米支链反应的趋势。

2）虽然Pt在Ni纳米支链的(0001)面上保留其fcc相和本征晶格尺寸，但它成功地在非(0001)面上复制了Ni纳米支链的hcp相，其中d₀₀₀₂间距垂直于(0001)平面缩小到Ni基板，在hcp-Pt皮肤中显示出强烈的压缩应变。结构精准的核壳纳米结构进一步允许从Ni核到Pt表层的逐层电子转移。因此，hcp-Pt表皮的电子结构可以被Ni核有效地调制。此外，在hcp-Pt皮肤上形成了丰富的步骤位点，继承自独特的树枝状hcp-Ni模板。

3）实验和密度泛函理论(DFT)计算证实，Pt表层的亚稳hcp相、独特的核-壳电子相互作用和表面阶跃位点显着降低了碱性HER的能垒，将催化活性推向了高水平。

这项工作为开发一类具有可设计相、独特电子性能和低成本的核壳结构贵金属催化剂铺平了道路，为设计用于能量转换的高效催化剂提供了新的机会。

参考文献

Liu, K., Yang, H., Jiang, Y. et al. Coherent hexagonal platinum skin on nickel nanocrystals for enhanced hydrogen evolution activity. Nat Commun 14, 2424 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-38018-2

https://doi.org/10.1038/s41467-023-38018-2