铑铜三维框架结构纳米晶:高效析氧电催化剂

as近年来,贵金属基纳米框架结构合金材料由于其独特的组成和结构特点在催化领域引起广泛关注,其在催化方面的优势主要体现在:1,合金化可以减少贵金属用量,从而使其在催化反应中具有更高的使用效率;2,纳米框架独特的开放结构,不仅具有高比表面积及随之而来的高密度催化活性位点,还具有更好的传质特性,能够充分利用表面和内部的原子参与反应,进一步提高催化剂的原子利用率。目前,一系列具有优异催化性能的铂基金属纳米框架结构合金材料的合成已屡现于研究和报道,但类似的合成方法却很难用于构建铂以外的其它同样具有独特催化特性贵金属(如铑钌铱等)的框架结构合金材料,相关材料亦鲜有报道。因此,非铂基纳米框架结构合金材料的合成与研究仍是该领域中的一大挑战。

日前,韩国科学家Haesik Yang和 Kwangyeol Lee研究小组在铑铜双金属框架结构材料可控合成和生长机理研究方面取得重要进展。通过对合成体系参数的调控,成功利用一锅法合成了不同尺寸、结构的铑铜框架结构等纳米晶,并对其中框架结构材料的生长过程和机理进行了深入研究。合成的铑铜双金属材料包括:铑铜八面体纳米晶、铑铜截角八面体框架结构纳米晶、铑铜空心立方体和五根铑铜纳米线组成的封端棒状框架结构纳米束。在其中研究者发现,新型铑铜截角八面体框架结构由于其高的比表面积和开放结构,在碱性溶液中的电化学产氧反应(OER)中表现出优异的催化活性,在电解水等领域有着潜在的应用前景。相关成果近期发表于著名学术刊物《Advanced Science》上(DOI: 10.1002/advs.201500252),为研究和发展其它非铂基纳米框架结构合金催化剂提供了新思路。