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Pt單原子材料具有理想的原子經濟性，但在其在催化氧還原反應(ORR)中活性有限以及產生H₂O₂副反應。此外，鉑合金的本征活性較高，但穩定性較弱，提高Pt金屬/合金的耐久性和活性仍然是一個挑戰。

基于此，上海交通大學劉慶雷和宋鈁等提出了一種雜交策略來將單原子Pt和Pt合金(包括Pt)納米粒子雜化，優化了Pt₃M@Pt-SAC核殼電催化劑的界面電子結構，從而顯著提高ORR催化活性、選擇性和耐久性。

海藻酸鈉具有嵌段生物聚合物性質，能夠以所謂的“蛋盒”方式進行陽離子交聯。因此，研究人員使用海藻酸鈉作為交聯劑和碳前體，通過自組裝方法合成了Pt_xM@Pt-SAC雜化物。所制備的催化劑具有卓越的內在活性和耐久性，其在0.9 V_RHE時的質量活性和比活性分別為1.4 A mg_Pt^-1和3.5 mA cm^-2；經過50000次循環后的電位衰減可忽略不計，使得Pt₃M@Pt-SAC成為最好的ORR電催化劑之一。

Pt_xM@Pt-SAC優異的催化性能，包括更高的半波電位和更低的塔菲爾斜率，表明Pt_xM合金和Pt-SAC之間有很強的協同作用。

原位拉曼分析和理論計算表明，Pt₃Co合金改變了相鄰單原子Pt的電子結構，以促進*OOH的吸附以實現快速動力學。優異的耐久性歸因于Pt-SAC的屏蔽效應，可減輕Pt_xM合金的溶解。總的來說，該項工作所提出的雜交策略解決了單原子Pt的活性和選擇性差以及Pt和Pt合金穩定性差的問題，這為設計和大規模合成高活性和耐用的Pt基催化劑提供了指導。

Synergistic Hybrid Electrocatalysts of Platinum Alloy and Single-Atom Platinum for an Efficient and Durable Oxygen Reduction Reaction. ACS Nano, 2022. DOI: 10.1021/acsnano.2c04077

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上交ACS Nano: Pt合金和Pt單原子的協同混合，實現高效穩定催化ORR

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