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南工大王亞雯Small: 不加CO不加壓！用于高效ORR Pd和PdPtNi三金屬納米片的簡便合成

Pt和Pd是堿性介質(zhì)中氧還原反應(ORR)最有效的電催化劑。然而，其稀缺的資源和高價格成為限制其應用范圍的瓶頸。因此，開發(fā)具有更高活性和穩(wěn)定性的Pt和Pd基催化劑是降低ORR催化劑成本的有效策略。

近日，南京工業(yè)大學王亞雯團隊通過簡單的濕化學方法成功制備了超薄皺紋Pd納米片和PdPtNi三金屬合金納米片。

在不引入氣態(tài)CO和加壓設備的情況下，可以獲得厚度約為2.85 nm且尺寸范圍為1 μm-2 μm的Pd納米片。

研究人員發(fā)現(xiàn)，Pd納米片的生長機制是由于DMF的分解產(chǎn)物CO和添加劑配體DETA的協(xié)同作用：CO限制了Pd的生長并誘導了二維生長，而添加劑配體DETA有助于調(diào)整反應動力學以防止快速均勻成核和納米顆粒聚集體的形成。

此外，研究人員將Pt和Ni沉積到Pd納米片上，獲得了具有可調(diào)成分的PdPtNi三金屬納米片。

由于超薄的二維形態(tài)，Pd納米片和PdPtNi納米片具有增強的ORR催化活性。具體而言，在0.1 M KOH溶液中，優(yōu)化的Pd₉Pt₁Ni₁納米片表現(xiàn)出最優(yōu)的起始電位和半波電位(E_1/2=0.928 V_RHE)，質(zhì)量活性和比活性分別為0.29 A mg^-1和1.22 mA cm^-2。

在加速耐久性測試(ADT)后，與Pd納米片和商業(yè)Pt/C相比，Pd₉Pt₁Ni₁納米片的半波電位僅負移10.6 mV，并具有最低的活性衰減。這種納米片和相關的三金屬納米結構的簡便合成有助于功能納米材料的開發(fā)和實際應用。

Facile Synthesis of Pd and PdPtNi Trimetallic Nanosheets as Enhanced Oxygen Reduction Electrocatalysts. Small, 2021. DOI:10.1002/smll.202103665

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