尽管高度分散的Pt纳米颗粒（NPs）是使用最广泛的ORR催化剂，但由于Pt资源的稀缺和成本高昂，因此需要大幅提高其活性以减少Pt的使用量。由于ORR的高表面敏感性，其对Pt的活性在很大程度上取决于拓扑原子构型和顶层Pt层的电子结构。研究表明，合理地形状控制和超薄的富Pt表面的结合将通过协同效应带来前所未有的ORR性能。然而，高温处理通常会导致受控形状的崩溃，同时由于形成厚的富Pt层会导致质量活度大大降低。因此，Pt基纳米晶体的合成同时控制形状和超薄的富Pt表面以协同增强活性和稳定性仍然是一个巨大的挑战。基于以上，加拿大西安大略大学孙学良，哈工大杜春雨及天津理工大学罗俊等设计了一种简便的（近）表面工程策略，以原子方式调节八面体Pt_1.5Ni纳米催化剂的表面/近表面结构。工程化的Pt-Ni八面体由超薄的富含Pt的壳（约2个原子层）和富含Pt的本体组成。

文章要点：

1）提出了一种简便的表面工程策略，并采用原子方法对Pt1.5Ni八面体的近表面结构进行了剪裁。精心设计的Pt-Ni八面体由超薄的富含Pt的壳组成（〜2原子层）和富Pt的本体组成。

2）优化的八面体催化剂对ORR表现出优异的比活性和质量活性（在0.9 V下为7.7 mA / cm² Pt和1.9 A / mg Pt），分别比市售Pt / C高约20倍和约10倍。由于A-MS-Pt1.5Ni的组成性质可以防止Ni扩散和溶解（经DFT计算和ICP-OES证实），改性催化剂即使在超薄表面Pt层中也显示出稳定的稳定性。

3）阐明了由近表面工程引起的配体和应变效应是提高显著ORR活性的原因。通过基于同步加速器的XPS，XANES和DFT得出的WL分析表明，表面改性后，富Pt层减少到2个原子层，从而导致进一步改性的电子和几何结构。DFT计算显示d谱带中心发生负向移动，OH^-在A-MS-Pt1.5Ni上的吸附较弱，因此，与市售Pt / C相比，A-MS-Pt1.5Ni纳米催化剂的比活性提高了20倍，质量活性提高了10倍。

总之，这种近表面工程策略适用于ORR和其他电化学反应的定型Pt-Ni催化剂和下一代催化剂设计。

Kong, Fanpeng, et al, Active and Stable Pt-Ni Alloy Octahedra Catalyst for Oxygen Reduction via Near-Surface Atomical Engineering, ACS Catal.,2020

DOI: 10.1021/acscatal.9b05133

https://doi.org/10.1021/acscatal.9b05133