光化学法制备基于(001)面暴露的锐钛矿和商用P25二氧化钛的 单原子分散钯催化剂

单原子分散催化剂由于其独特的结构和性质,在催化研究中已展现出巨大的潜力,成为了催化研究的前沿领域.传统的催化剂制备方法(例如共沉积,浸渍法等)在单原子分散催化剂的制备中卓有成效,但不断涌现的新方法能够制备出传统方法不能制备的新型单原子分散催化剂.最近,光化学方法由于其步骤简单和制备条件温和的优点而引起了广泛关注.在之前的研究中我们揭示了光化学法制备单原子分散催化剂的分子机制.我们发现,紫外光照的作用在于将二氧化钛纳米片表面的乙二醇基激发生成乙二醇自由基,后者不仅有利于氯钯酸根中氯离子的脱除,还可通过Pd–O键将钯原子锚定在载体上,形成了独特的"钯-乙二醇-二氧化钛"的界面.根据对光化学法制备技术的理解,本文将光化学法拓展到其他二氧化钛体系,成功制备了基于(001)面暴露的锐钛矿纳米晶和商用二氧化钛P25的单原子分散钯催化剂.通过吸附和紫外光照,可以在室温下简单地制备单原子分散钯催化剂.扩展X射线吸收精细结构实验表明,紫外光照的作用是促进钯原子上氯离子的离去和更多Pd–O键的形成.与通过其它方法制备的催化剂相比,光化学法制备的两种Pd1/TiO2催化剂在苯乙烯的催化氢化反应中表现出更高的活性和稳定性.转化频率TOF为商用Pd/C催化剂的6倍.单原子分散催化剂为研究催化反应中复杂的界面效应提供了理想的模型体系.由于CO的催化氧化反应性能对金属活性中心的化学配位环境高度敏感,因此我们选择它作为模型反应以研究光化学法制备的单原子分散催化剂之间的差异.结果发现,两种载体制备的单原子分散钯催化剂都具有很好的催化CO氧化低温活性,373 K时CO转化率均可高达96％.其中,负载在(001)面暴露的锐钛矿纳米晶的催化剂在343 K时TOF高达6.7×10–3 s–1,比有文献报道的活性最高的Pd/La-修饰Al2O3催化剂在相同条件下高3.3倍,是目前Pd基催化剂在催化CO氧化反应中的活性最佳记录.这可能是由于二氧化钛的载体效应引起的.虽然两种催化剂的催化活性相当,但Pd/P25的表观活化能比Pd/TiO2(NC)高一倍左右.两种催化剂的金属都以单原子态分布,催化CO氧化反应的机制却可能完全不同.这说明单原子分散催化剂的性能与载体的表面性质密切相关.本文为单原子催化中载体的选择和原子尺度的界面调控提供了新的研究思路.     

单原子催化的最新进展

单原子催化剂由于其自身兼具均相催化剂的"孤立活性位点"和多相催化剂易于循环使用的特点,近年来受到了广泛关注.本综述概括了2015至2016年单原子催化领域的重要进展,重点介绍了新的催化剂制备方法、单原子金催化剂在CO氧化中的进展、单原子钯/铂催化的选择性加氢反应以及铂或非贵金属单原子催化剂在电化学中的应用等.在催化剂的合成方面,用传统的湿化学方法制备的单原子催化剂通常金属负载量较低,使得催化剂的常规表征比较困难.最近发展的一系列新型合成方法例如原子层沉积法、高温蒸汽转移法、光介还原法以及热解法等制备M?N?C等非贵金属催化剂等,尽管有不同程度的局限性,但均可以成功制备高负载量的单原子催化剂.单原子催化剂的载体得到了拓展,除传统的金属氧化物外,金属有机框架材料和二维材料等均被用于单原子催化剂的制备.在单原子催化剂的应用方面,金由于较高的电负性和与氧的弱相互作用能力,因而与氧化物载体作用较弱,不易形成单原子催化剂.但近期报道了成功制备的单原子金催化剂,在CO氧化反应、乙醇脱氢和二烯加氢反应中都有不错的进展.本文还介绍了铂和钯单原子(合金)催化剂在加氢反应中的优异活性及选择性,表明了单原子催化剂在选择性上的优势.将一种金属掺杂到另一种金属基底中制备的单原子合金催化剂也因其特异的性能备受关注.此外,对于化工生产中典型的均相催化反应,如氢甲酰化,单原子催化剂在无外加膦配体的情况下表现出高活性的同时还能很好地控制化学选择性,甚至达到令人满意的区域选择性,从实验上证明了单原子催化剂有望作为沟通均相催化和多相催化的桥梁.单原子催化剂在电催化和光催化中也得到了快速发展.铂单原子催化剂因其高原子利用率和高稳定性,在析氢反应和氧还原反应中有着良好的应用前景.另一方面,非贵金属特别是Co单原子催化剂在光电催化中因其优异的活性和巨大潜力得到了较深入的研究.除了上述进展,单原子催化领域还有许多基本问题需要继续深入研究,对单原子催化剂更加全面透彻的认识将为设计发展新型催化体系,扩展单原子催化领域提供指导和借鉴.     

光化学法制备基于(001)面暴露的锐钛矿和商用P25二氧化钛的单原子分散钯催化剂（英文）

单原子分散催化剂由于其独特的结构和性质,在催化研究中已展现出巨大的潜力,成为了催化研究的前沿领域.传统的催化剂制备方法(例如共沉积,浸渍法等)在单原子分散催化剂的制备中卓有成效,但不断涌现的新方法能够制备出传统方法不能制备的新型单原子分散催化剂.最近,光化学方法由于其步骤简单和制备条件温和的优点而引起了广泛关注.在之前的研究中我们揭示了光化学法制备单原子分散催化剂的分子机制.我们发现,紫外光照的作用在于将二氧化钛纳米片表面的乙二醇基激发生成乙二醇自由基,后者不仅有利于氯钯酸根中氯离子的脱除,还可通过Pd–O键将钯原子锚定在载体上,形成了独特的"钯-乙二醇-二氧化钛"的界面.根据对光化学法制备技术的理解,本文将光化学法拓展到其他二氧化钛体系,成功制备了基于(001)面暴露的锐钛矿纳米晶和商用二氧化钛P25的单原子分散钯催化剂.通过吸附和紫外光照,可以在室温下简单地制备单原子分散钯催化剂.扩展X射线吸收精细结构实验表明,紫外光照的作用是促进钯原子上氯离子的离去和更多Pd–O键的形成.与通过其它方法制备的催化剂相比,光化学法制备的两种Pd_1/TiO_2催化剂在苯乙烯的催化氢化反应中表现出更高的活性和稳定性.转化频率TOF为商用Pd/C催化剂的6倍.单原子分散催化剂为研究催化反应中复杂的界面效应提供了理想的模型体系.由于CO的催化氧化反应性能对金属活性中心的化学配位环境高度敏感,因此我们选择它作为模型反应以研究光化学法制备的单原子分散催化剂之间的差异.结果发现,两种载体制备的单原子分散钯催化剂都具有很好的催化CO氧化低温活性,373 K时CO转化率均可高达96%.其中,负载在(001)面暴露的锐钛矿纳米晶的催化剂在343 K时TOF高达6.7×10~(–3) s~(–1),比有文献报道的活性最高的Pd/La-修饰Al_2O_3催化剂在相同条件下高3.3倍,是目前Pd基催化剂在催化CO氧化反应中的活性最佳记录.这可能是由于二氧化钛的载体效应引起的.虽然两种催化剂的催化活性相当,但Pd/P25的表观活化能比Pd/TiO_2(NC)高一倍左右.两种催化剂的金属都以单原子态分布,催化CO氧化反应的机制却可能完全不同.这说明单原子分散催化剂的性能与载体的表面性质密切相关.本文为单原子催化中载体的选择和原子尺度的界面调控提供了新的研究思路.     

单原子催化的最新进展（英文）

单原子催化剂由于其自身兼具均相催化剂的"孤立活性位点"和多相催化剂易于循环使用的特点,近年来受到了广泛关注.本综述概括了2015至2016年单原子催化领域的重要进展,重点介绍了新的催化剂制备方法、单原子金催化剂在CO氧化中的进展、单原子钯/铂催化的选择性加氢反应以及铂或非贵金属单原子催化剂在电化学中的应用等.在催化剂的合成方面,用传统的湿化学方法制备的单原子催化剂通常金属负载量较低,使得催化剂的常规表征比较困难.最近发展的一系列新型合成方法例如原子层沉积法、高温蒸汽转移法、光介还原法以及热解法等制备M-N-C等非贵金属催化剂等,尽管有不同程度的局限性,但均可以成功制备高负载量的单原子催化剂.单原子催化剂的载体得到了拓展,除传统的金属氧化物外,金属有机框架材料和二维材料等均被用于单原子催化剂的制备.在单原子催化剂的应用方面,金由于较高的电负性和与氧的弱相互作用能力,因而与氧化物载体作用较弱,不易形成单原子催化剂.但近期报道了成功制备的单原子金催化剂,在CO氧化反应、乙醇脱氢和二烯加氢反应中都有不错的进展.本文还介绍了铂和钯单原子(合金)催化剂在加氢反应中的优异活性及选择性,表明了单原子催化剂在选择性上的优势.将一种金属掺杂到另一种金属基底中制备的单原子合金催化剂也因其特异的性能备受关注.此外,对于化工生产中典型的均相催化反应,如氢甲酰化,单原子催化剂在无外加膦配体的情况下表现出高活性的同时还能很好地控制化学选择性,甚至达到令人满意的区域选择性,从实验上证明了单原子催化剂有望作为沟通均相催化和多相催化的桥梁.单原子催化剂在电催化和光催化中也得到了快速发展.铂单原子催化剂因其高原子利用率和高稳定性,在析氢反应和氧还原反应中有着良好的应用前景.另一方面,非贵金属特别是Co单原子催化剂在光电催化中因其优异的活性和巨大潜力得到了较深入的研究.除了上述进展,单原子催化领域还有许多基本问题需要继续深入研究,对单原子催化剂更加全面透彻的认识将为设计发展新型催化体系,扩展单原子催化领域提供指导和借鉴.     

兼具高孔隙率和梯度孔隙结构的多孔钯块材的制备、表征及其电化学性能研究

钯材料广泛用于氢同位素储存和分离、催化和传感等领域.传统的负载钯催化材料具有优异的乙醇和甲醇等电化学催化氧化性能.除此之外,负载钯催化材料还具有优异的甲烷催化燃烧性能.然而,很多研究显示负载钯催化材料存在很多不足,例如在工程应用过程中不稳定,纳米颗粒会发生聚集和长大,进而引起材料性能急剧下降等.不同于钯片、海绵钯粉末和负载钯催化材料,多孔钯具有三维连通的孔隙结构,可避免团聚现象的发生.同时,多孔钯还具有一些特殊的物理化学性能.研究表明,梯度孔隙结构是一种高效的电化学催化结构.因而近年来很多研究者都致力于探索具有高孔隙率和梯度孔隙结构多孔钯块材的制备方法.已有的研究包括造孔剂法和模板法等,但上述方法制得的多孔钯块材均存在比表面积低或难以获得块体材料缺点.我们研究组发展了一种制备兼具高孔隙率和梯度孔隙结构的多孔钯块材的新方法.即通过以一定粒度的NaCl颗粒作为造孔剂放电等离子烧结制备PdAl合金复合块材,然后通过去离子水溶解获得多孔PdAl合金,最后经过在盐酸溶液中去合金化得到具有数十微米的宏观大孔和约10纳米的纳米孔等梯度孔隙结构的多孔钯块材.当造孔剂添加量为20 vol.%,制得了孔隙率高达88%且完整的多孔钯块材.对该多孔钯块材的力学性能进行了测试,其压缩强度为0.5 MPa.对该块材进行氮吸附测试,测试结果显示其比表面积达到54 m2/g.我们进一步对该多孔钯块材的乙醇电化学催化氧化性能进行了研究.对不同扫描速度下多孔钯块材在KOH(1 mol/L)+乙醇(0.8 mol/L)溶液中电催化活性进行分析.随着扫描速率从10 mV/s提高到50 mV/s,正扫描峰电流密度也逐渐提高,且峰电位向正电位方向移动.对峰电流密度和扫描速率的平方根进行拟合,发现它们之间存在明显的线性关系,表明该电催化氧化行为是一个受扩散控制的过程.随着溶液中乙醇浓度不断增加,正扫描方向乙醇氧化峰的峰电流呈现出先增大后减小的趋势.这是因为乙醇基和羟基在钯表面的竞争性吸附造成的.当乙醇浓度较高时,乙醇基会占据钯表面大量的活性位,从而阻碍和抑制羟基的吸附.此时,羟基在钯表面的吸附成为电氧化反应的控制因素.因此,只有选择合适的乙醇浓度,才能更好地发挥材料的电催化性能.当乙醇浓度为2 mol/L时,峰电流最大,达到120 mA/cm2,表明多孔钯块材具有优异的电催化性能,这与该材料的梯度孔隙结构、高比表面积和高孔隙率密切相关.进一步对多孔钯块材的催化稳定性进行研究.该多孔钯块材显示出了优异的催化稳定性,当经过50次循环后,乙醇氧化峰的峰电流仅下降到~110 mA/cm2.     

兼具高孔隙率和梯度孔隙结构的多孔钯块材的制备、表征及其电化学性能研究（英文）

钯材料广泛用于氢同位素储存和分离、催化和传感等领域.传统的负载钯催化材料具有优异的乙醇和甲醇等电化学催化氧化性能.除此之外,负载钯催化材料还具有优异的甲烷催化燃烧性能.然而,很多研究显示负载钯催化材料存在很多不足,例如在工程应用过程中不稳定,纳米颗粒会发生聚集和长大,进而引起材料性能急剧下降等.不同于钯片、海绵钯粉末和负载钯催化材料,多孔钯具有三维连通的孔隙结构,可避免团聚现象的发生.同时,多孔钯还具有一些特殊的物理化学性能.研究表明,梯度孔隙结构是一种高效的电化学催化结构.因而近年来很多研究者都致力于探索具有高孔隙率和梯度孔隙结构多孔钯块材的制备方法.已有的研究包括造孔剂法和模板法等,但上述方法制得的多孔钯块材均存在比表面积低或难以获得块体材料缺点.我们研究组发展了一种制备兼具高孔隙率和梯度孔隙结构的多孔钯块材的新方法.即通过以一定粒度的NaCl颗粒作为造孔剂放电等离子烧结制备PdAl合金复合块材,然后通过去离子水溶解获得多孔PdAl合金,最后经过在盐酸溶液中去合金化得到具有数十微米的宏观大孔和约10纳米的纳米孔等梯度孔隙结构的多孔钯块材.当造孔剂添加量为20 vol.%,制得了孔隙率高达88%且完整的多孔钯块材.对该多孔钯块材的力学性能进行了测试,其压缩强度为0.5 MPa.对该块材进行氮吸附测试,测试结果显示其比表面积达到54 m~2/g.我们进一步对该多孔钯块材的乙醇电化学催化氧化性能进行了研究.对不同扫描速度下多孔钯块材在KOH(1 mol/L)+乙醇(0.8 mol/L)溶液中电催化活性进行分析.随着扫描速率从10 mV/s提高到50 mV/s,正扫描峰电流密度也逐渐提高,且峰电位向正电位方向移动.对峰电流密度和扫描速率的平方根进行拟合,发现它们之间存在明显的线性关系,表明该电催化氧化行为是一个受扩散控制的过程.随着溶液中乙醇浓度不断增加,正扫描方向乙醇氧化峰的峰电流呈现出先增大后减小的趋势.这是因为乙醇基和羟基在钯表面的竞争性吸附造成的.当乙醇浓度较高时,乙醇基会占据钯表面大量的活性位,从而阻碍和抑制羟基的吸附.此时,羟基在钯表面的吸附成为电氧化反应的控制因素.因此,只有选择合适的乙醇浓度,才能更好地发挥材料的电催化性能.当乙醇浓度为2 mol/L时,峰电流最大,达到120 mA/cm~2,表明多孔钯块材具有优异的电催化性能,这与该材料的梯度孔隙结构、高比表面积和高孔隙率密切相关.进一步对多孔钯块材的催化稳定性进行研究.该多孔钯块材显示出了优异的催化稳定性,当经过50次循环后,乙醇氧化峰的峰电流仅下降到~110 mA/cm~2.     

碳催化剂在催化反应中的应用

由于碳材料表面存在缺陷,可生成具有不同性能的活性位,因此可催化不同的热催化反应.我们首先介绍了单质碳材料的表面结构化学:其表面活性位主要为含杂原子官能团;然后对其可催化的反应进行了介绍:碳单质材料可催化选择性氧化反应、高级氧化反应、还原反应、烷烃活化反应、酸催化反应、电催化还原和氧化反应等.对碳单质催化剂的制备方法、所催化的各类反应、催化活性位、催化效果及催化机理也进行了简介.单纯的碳材料并不能完全满足不同反应的催化要求,可通过掺杂杂原子、焙烧、酸处理等手段对碳催化剂进行改性,使其具有不同的催化性能.相信随着对碳催化认识的不断加深,碳催化的应用范围会越来越广,在不远的未来将应用于工业化生产.     

纳米CoFe2O4催化剂催化转化乙醇制氢

采用溶胶-凝胶法制备了纳米CoFe_2O_4催化剂并用于乙醇裂解和部分氧化制氢反应. CoFe_2O_4催化剂对乙醇催化裂解反应表现出较低的催化活性, 其主要原因可能是催化剂表面积碳以及催化剂粒径的长大. 而纳米CoFe_2O_4催化剂对乙醇部分氧化制氢反应具有良好的催化性能. TPR和XRD结果表明尖晶石结构的CoFe_2O_4相在乙醇部分氧化反应过程中发生了结构变化, 部分生成了CoFe合金相. 另外, 催化剂的粒径没有明显增大. 推测纳米CoFe_2O_4催化剂具有良好催化性能是尖晶石结构的CoFe_2O_4和合金相的协同作用所致.     

贵金属基纳米催化剂在乙醇电催化氧化中的应用

乙醇电催化氧化反应是直接乙醇燃料电池的核心步骤之一,制备高效稳定的电催化材料已经成为提升其电催化反应效率和选择性的关键。贵金属基纳米催化剂以其独特的物理和化学特性,在乙醇电催化氧化中表现出优异的电催化性能,在燃料电池领域具有重要的应用前景。近来贵金属基乙醇氧化催化剂受到广泛关注并取得系列重要研究进展。本文主要介绍催化剂元素组成调变形成多元素协同作用、形貌调控暴露高指数晶面和载体选择提升分散性等三个方面对贵金属基纳米催化剂性能的影响,为后续研究设计高效稳定的直接乙醇燃料电池催化剂提供参考。     

铂、钯负载型活性催化剂的制备及其对一氧化碳的催化氧化活性

用浸渍法分别将铂、钯负载在铝柱撑蒙脱石载体上,制备了铂、钯负载铝柱撑蒙脱石催化剂。运用X射线衍射(XRD)、原子吸收光谱(AAS)、透射电镜(TEM)等分析方法对样品的性能和结构进行了表征,并考察了不同铂、钯负载量的催化剂对一氧化碳的催化氧化性能。结果表明,铂、钯均以高度分散的纳米粒子状态均匀分布在载体表面,并表现出良好的CO催化氧化活性。铂、钯在铝柱撑蒙脱石载体表面的有效负载率在70%~76%之间,在相同的设计负载量条件下,铂的实际负载量和有效负载率均略大于钯。CO催化氧化试验结果表明,相对于负载前,负载后催化剂的催化活性明显增加,且其催化活性随着铂、钯负载量的增加而不断增强。在相同温度和负载量条件下,钯负载型催化剂的催化活性明显高于铂负载型催化剂。     

Palladium Adatoms on Gold Nanoparticles as Electrocatalysts for Ethanol Electro-Oxidation in Alkaline Solutions; [钯原子修饰的金纳米颗粒乙醇氧化电催化剂]北大核心CSCD

Palladium (Pd) is a good catalyst for ethanol electro-oxidation in alkaline solutions.The activity of Pd is further improved in this study by modifying the gold (Au) nanoparticles with Pd adatoms using a simple spontaneous deposition process.The Pd overlayer on the Au core (Au@Pd) is un-uniform with some Au atoms exposed to the electrolyte.The activity of Au@Pd/C toward ethanol oxidation reaction (EOR) is much higher than that of Pd/C in an alkaline solution.The peak current density of Au@Pd/C is 4.6 times higher than that of Pd/C with a 100 mV lower onset potential.The enhanced activity may be due to the electronic effect from the Au core, and the bifunctional reaction mechanism. © 2018 Journal of Electrochemistry. All rights reserved.     

利用壳层厚度调节核壳Au@Pd纳米粒子的SERS活性

设计合成了一种尺寸可控, 且外壳上无“针孔”的核壳钯包金(Au@Pd)纳米粒子, 通过改变核的尺寸和外壳的厚度来调控其光学性质, 并用TEM、HRTEM、UV-Vis和SERS等手段对其进行了表征. 通过研究Au@Pd纳米粒子的SERS活性随Pd壳层厚度变化的规律, 发现薄壳Au@Pd纳米粒子远远优于Pd金属本身的SERS活性, 其原因主要是内层金核电磁场增强的长程效应.     

Pd/C promoted by Au for 2-propanol electrooxidation in alkaline media

Pd/C catalysts promoted by Au are investigated as electrocatalysts for the direct 2-propanol fuel cells in alkaline media. The results show that Pd is a good electrocatalyst for 2-propanol oxidation and the activity for 2-propanol electrooxidation is higher than that for methanol electrooxidation on the Pd/C electrocatalysts in alkaline media. Addition of Au can significantly increase the palladium catalytic activity and stability for the 2-propanol oxidation. PdAu4:1/C has higher electrocatalytic activity and better stability for the electrooxidation of 2-propanol than Pd/C and E-TEK Pt/C electrocatalysts. The present study shows the promising properties of Au promoted Pd/C as effective electrocatalysts for 2-propanol fuel based direct alcohol fuel cells.     

A General and High‐Yield Galvanic Displacement Approach to Au?M (M=Au,Pd, and Pt) Core–Shell Nanostructures with Porous Shells and Enhanced Electrocatalytic Performances

In this work, we utilize the galvanic displacement synthesis and make it a general and efficient method for the preparation of Au? M (M=Au, Pd, and Pt) core–shell nanostructures with porous shells, which consist of multilayer nanoparticles. The method is generally applicable to the preparation of Au? Au, Au? Pd, and Au? Pt core–shell nanostructures with typical porous shells. Moreover, the Au? Au isomeric core–shell nanostructure is reported for the first time. The lower oxidation states of Au^I, Pd^II, and Pt^II are supposed to contribute to the formation of porous core–shell nanostructures instead of yolk‐shell nanostructures. The electrocatalytic ethanol oxidation and oxygen reduction reaction (ORR) performance of porous Au? Pd core–shell nanostructures are assessed as a typical example for the investigation of the advantages of the obtained core–shell nanostructures. As expected, the Au? Pd core–shell nanostructure indeed exhibits a significantly reduced overpotential (the peak potential is shifted in the positive direction by 44 mV and 32 mV), a much improved CO tolerance (I_f/I_b is 3.6 and 1.63 times higher), and an enhanced catalytic stability in comparison with Pd nanoparticles and Pt/C catalysts. Thus, porous Au? M (M=Au, Pd, and Pt) core–shell nanostructures may provide many opportunities in the fields of organic catalysis, direct alcohol fuel cells, surface‐enhanced Raman scattering, and so forth.     

Au Nanoparticles Modified with Pt,Ru and SnO2 as Electrocatalysts for Ethanol Oxidation Reaction in Acids

The anodic reaction in direct ethanol fuel cells (DEFCs), ethanol oxidation reaction (EOR) faces challenges, such as incomplete electrooxidation of ethanol and high cost of the most efficient electrocatalyst, Pt in acidic media at low temperature. In this study, core‐shell electrocatalysts with an Au core and Pt‐based shell (Au@Pt) are developed. The Au core size and Pt shell thickness play an important role in the EOR activity. The Au size of 2.8 nm and one layer of Pt provide the most optimized performance, having 6 times higher peak current density in contrast to commercial Pt/C. SnO₂ as a support also enhances the EOR activity of Au@Pt by 1.73 times. Further modifying the Pt shell with Ru atoms achieve the highest EOR current density that is 15 and 2.5 times of Pt/C and Au@Pt. Our results suggest the importance of surface modification in rational design of advanced electrocatalysts.     

Synthesis of Ultrathin Face‐Centered‐Cubic Au@Pt and Au@Pd Core–Shell Nanoplates from Hexagonal‐Close‐Packed Au Square Sheets

The synthesis of ultrathin face‐centered‐cubic (fcc) Au@Pt rhombic nanoplates is reported through the epitaxial growth of Pt on hexagonal‐close‐packed (hcp) Au square sheets (AuSSs). The Pt‐layer growth results in a hcp‐to‐fcc phase transformation of the AuSSs under ambient conditions. Interestingly, the obtained fcc Au@Pt rhombic nanoplates demonstrate a unique (101)_f orientation with the same atomic arrangement extending from the Au core to the Pt shell. Importantly, this method can be extended to the epitaxial growth of Pd on hcp AuSSs, resulting in the unprecedented formation of fcc Au@Pd rhombic nanoplates with (101)_f orientation. Additionally, a small amount of fcc (100)_f‐oriented Au@Pt and Au@Pd square nanoplates are obtained with the Au@Pt and Au@Pd rhombic nanoplates, respectively. We believe that these findings will shed new light on the synthesis of novel noble bimetallic nanostructures.     

分级结构AgAu纳米合金用于高效电催化乙醇氧化

乙醇由于具有无毒、理论能量密度高、易存储等优点,被广泛用于直接醇类燃料电池研究.乙醇电氧化是直接醇类燃料电池中重要的阳极反应,通常涉及C1和C2反应路径.C1路径中乙醇分子主要转化成二氧化碳,但该过程涉及C-C键断裂,会有COad和CH(x)ad等中间体产生;C2路径中乙醇分子转化成乙醛,最终转化成乙酸或乙酸根.为提升...     

光化学合成Au核@Pd壳复合纳米粒子及其表征

在PEG-丙酮溶液体系中, 采用紫外光辐射还原Au(Ⅲ), Pd(Ⅱ)离子混合物和以Au晶种为核、紫外光辐射还原Pd(Ⅱ)使其沉积在Au晶种表面上这两种方法, 合成了Au核@Pd壳复合纳米粒子. 通过改变Au(Ⅲ)离子或Au晶种对Pd(Ⅱ)离子的摩尔比调节复合粒子的尺寸和Pd壳厚度, 分别获得了直径范围为5.6~4.6 nm和4.6~6.2 nm的复合粒子. 利用UV-Vis吸收光谱、TEM、HR-TEM和XPS等表征手段, 证明了合成的纳米粒子为核-壳复合结构. 研究了Au@Pd纳米粒子的直径随溶液中Au(Ⅲ)/Pd(Ⅱ)摩尔比的改变而变化的规律; 对Au核向Pd壳的供电子作用以及复合粒子的光化学形成机理进行了讨论.     

Graphene-nickel nitride hybrids supporting palladium nanoparticles for enhanced ethanol electrooxidation

Electrocatalysts for ethanol oxidation reaction(EOR)are generally limited by their poor durability because of the catalyst poisoning induced by the reaction intermediate carbon monoxide(CO).Therefore,the rapid oxidation removal of CO intermediates is crucial to the durability of EOR-based catalysts.Herein,in order to effectively avoiding the catalyst CO poisoning and improve the durability,the graphene-nickel nitride hybrids(AG-Ni₃N)were designed for supporting palladium nanoparticles(Pd/AG-Ni₃N)and then used for ethanol electrooxidation.The density functional theory(DFT)calculations demonstrated the introduction of AG-Ni₃N depresses the CO absorption and simultaneously promotes the adsorption of OH species for CO oxidation removal.The fabricated Pd/AG-Ni₃N catalyst distinctively exhibits excellent electroactivity with the mass catalytic activity of 3499.5 m A mg^-1 on EOR in alkaline media,which is around 5.24 times higher than Pd/C(commercial catalyst).Notably,the Pd/AG-Ni₃N hybrids display excellent stability and durability after chronoamperometric measurements with a total operation time of 150,000 s.     

Electrooxidation of 2-propanol on Pt, Pd and Au in alkaline medium

Pd and Au are investigated as electrocatalysts for 2-propanol oxidation and compared with the conventional catalyst of Pt in alkaline medium. The current density for 2-propanol oxidation on Pd electrode is much higher than that on Pt electrode. The onset potential for 2-propanol oxidation on Pd electrode is more negative compared with that on Pt electrode. The results show that Pd is a good electrocatalyst for 2-propanol oxidation and the activity for the electrooxidation of 2-propanol is higher than Pt and Au in alkaline medium. Pd has higher electrocatalytic activity and better stability for the electrooxidation of 2-propanol. The present study shows a promising choice of Pd as effective electrocatalyst for 2-propanol electrooxidation in alkaline medium.