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天大胡文彬/鐘澄AFM: 多孔“珊瑚”，性能強(qiáng)大！Pt納米線用于甲醇和氨氧化

由于鉑(Pt)納米材料優(yōu)異的催化性能，其可高效催化甲醇、甲酸和氨等多種重要分子的氧化。然而，Pt極高的成本和有限的儲量嚴(yán)重阻礙了其廣泛應(yīng)用。因此，提高Pt催化活性并盡量減少其用量是電催化領(lǐng)域的關(guān)鍵研究問題。

基于此，天津大學(xué)胡文彬、鐘澄等以植烷三醇溶致液晶為模板，通過簡單的電沉積方法合成具有珊瑚狀納米多孔Pt/碳纖維布電催化劑，并使用該催化劑催化甲醇氧化反應(yīng)(MOR)和氨氧化反應(yīng)(AOR)。

獲得的3D珊瑚狀Pt納米線電催化劑具有以下優(yōu)點(diǎn):?

1.在碳纖維布表面直接合成的珊瑚狀鉑納米線不僅可以避免聚合物粘合劑的引入，而且可以最大限度地降低珊瑚狀Pt納米線電催化劑與碳纖維布基材之間的接觸電阻，大大增強(qiáng)了電子轉(zhuǎn)移能力；

2.具有獨(dú)特的3D珊瑚狀結(jié)構(gòu)避免了Pt納米線的凌亂堆疊，同時(shí)繼承了1D納米線的優(yōu)點(diǎn)；

3.該催化劑中每條Pt納米線都擁有大量的納米孔，可以為質(zhì)量傳輸提供大的表面積。

密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，與碳相比，吸附在Pt(111)上的Pt原子具有較低的吸附能，表明Pt原子傾向于優(yōu)先在Pt核表面而不是碳基底上生長，最終形成珊瑚狀Pt納米線。

由于其固有的大電化學(xué)活性表面積、短的離子/電子傳輸途徑和多的電催化活性位點(diǎn)，珊瑚狀Pt納米線具有43.1 m² g^-1的高電化學(xué)表面積，并且對甲醇和氨氧化表現(xiàn)出343.1 mA mg^-1和 72.0 mA mg^-1的優(yōu)異催化活性。此外，在100次循環(huán)測試后，催化劑對甲醇和氨氧化的氧化峰電流保留率分別達(dá)到82.1%和85.6%，表明珊瑚狀Pt納米線電極具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

Designing Nanoporous Coral-Like Pt Nanowires Architecture for Methanol and Ammonia Oxidation Reactions. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202110702

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