六方晶系片状内凹的枝状铂镍合金及其优异的氢析出反应催化性质

吴 凯



六方晶系片状内凹的枝状铂镍合金及其优异的氢析出反应催化性质

吴 凯

(北京大学化学与分子工程学院，北京 100871)

六方密堆积(hcp)和立方密堆积(fcc)是金属晶体最常见的两种堆积方式，对于贵金属(金、银、钌、铑、钯、锇、铱、铂)晶体，除了钌和锇是hcp堆积外，其它最稳定的晶相均为fcc。而材料的不同晶相由于其不同的原子排列方式而具有迥异的物理化学性质，发掘材料新的晶相可以为探索高性能催化剂提供新的实践途径1。目前，对于贵金属及其合金纳米材料晶相的调控主要采取高温、高压等比较苛刻的合成条件2以及模板诱导的方法3，在温和条件下实现贵金属及其合金纳米材料晶相的可控调节鲜有报道1。

近日，厦门大学谢兆雄教授课题组与傅钢教授课题组合作，通过简单的溶剂热方法，首次合成出六方晶系的铂镍合金枝状纳米晶，相关成果发表在杂志上4。通过结构精修及相关表征发现，枝状铂镍合金纳米晶为六方晶系，晶胞参数为== 0.26367(1) nm,= 0.43310(2) nm。枝状纳米晶中每个枝杈结构是由六个高能晶面(110)裸露的超薄纳米片(2.5 nm)组装而成。作者发现，六方晶系的形成与反应底物甲醛及前驱体乙酰丙酮镍的加入量有着密切的关系。与面心立方晶系铂镍合金相比，亚稳态的六方晶系铂镍合金在HER反应中表现出更加优异的性质，当电流密度为10 mA·cm−2时，其过电位仅有65 mV，同时质量电流密度高达3.03 mA·µg−1(−70 m V (RHE))，表现出目前为止报道的氢析出(HER)催化剂中最高的质量活性。该项工作为优化贵金属(合金)催化剂提供了新的研究思路。

(1) Fan, Z.; Zhang, H.2016,, 63. doi: 10.1039/c5cs00467e

(2) Sun, S.; Murray, C.; Weller, D.; Folks, L.; Moser, A.2000,, 1989. doi: 10.1126/science.287.5460.1989

(3) Fan, Z.;Bosman, M.; Huang, X.; Huang, D.; Yu, Y.; Ong, K. P.; Akimov, Y. A.; Wu, L.; Li, B.; Wu, J.; Huang, Y.; Liu, Q.; Png, C. E.; Gan, C. L.; Yang, P. D.; Zhang, H.2015,, 7684. doi: 10.1038/ncomms8684

(4) Cao, Z.; Cao, Z.; Chen, Q.; Zhang, J.; Li, H.; Jiang, Y.; Shen, S.; Fu, G.; Lu, B.; Xie, Z.; Zheng, L.. 2017,, 15131. doi: 10.1038/ncomms15131

Platinum-Nickel Alloy Excavated Nano-Multipods with Hexagonal Close-Packed Structure and Superior Activity towards Hydrogen Evolution Reaction

WU Kai

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10.3866/PKU.WHXB201705085