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高熵合金（HEAs）因其優異的性能而成為一種潛在的先進材料。然而，在傳統催化劑載體上輕松制備出納米級HEAs仍然具有挑戰性，因此合理設計合成方案有助于開發具有廣泛潛在組成的催化劑。近日，日本大阪大學Hiromi Yamashita和Kohsuke Mori（共同通訊作者）等人報道了二氧化鈦（TiO₂）是在400 ℃低溫合成負載型CoNiCuRuPd-HEA納米顆粒（NPs）的一個很有前景的載體。

具體而言，TiO₂上的CoNiCuRuPd HEA NPs在CO₂加氫反應過程中表現出高活性和出色的穩定性。該研究還基于原位表征技術闡明了導致HEA NPs形成的具體機制。

圖1 比較常壓下CO₂加氫催化活性

該過程是由TiO₂上明顯的氫溢出效應和耦合質子/電子轉移共同驅動的。此外，通過各種原位技術的表征和密度泛函理論（DFT）計算，驗證了形成機制并檢查混合多種元素的協同效應，例如獨特的催化性能和優異的耐久性。該研究不僅證明了一種基于HEA NPs的理想多相催化劑的耐久性，具有潛在的實際應用，而且還為創新的催化劑/光催化劑結構提供了先進見解，也提供了本質上無限的組成空間。

圖2 氫溢出輔助下TiO₂負載HEA NPs的形成機制

Hydrogen spillover-driven synthesis of high-entropy alloy nanoparticles as a robust catalyst for CO₂ hydrogenation. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-24228-z.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-24228-z.

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Nat. Commun.：高熵合金納米顆粒作為CO2加氫催化劑

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