黄宏文/胡征教授ACS Nano：纳米级HEAs高效乙醇氧化反应

可控合成具有特定形貌和可调组分的纳米级高熵合金（HEAs）是开发先进催化剂的关键，现有策略要么难以定制纳米级HEAs的形态，要么元素分布狭窄，通用性不足。

基于此，湖南大学黄宏文教授和南京大学胡征教授等人报道了一种强大的模板定向合成方法，通过独立控制HEAs的形态和组成，程序化地制备具有可控成分和结构的纳米HEAs。

在文中，作者合成了12种纳米级HEAs，具有零维（0D）纳米颗粒、一维（1D）纳米线、二维（2D）超薄纳米线、三维（3D）纳米枝晶和包含5种及以上Pd/Pt/Ag/Cu/Fe/Co/Ni/Pb/Bi/Sn/Sb/Ge的多种元素组成。

此外，制备的HEA-PdPtCuPbBiUNRs/C在乙醇氧化反应中表现出了最先进的电催化性能，其质量活性分别比商用Pd/C和Pt/C催化剂提高了25.6倍和16.3倍，并且耐久性大大提高。

为阐明HEA-PdPtCuPbBi UNRs的形成机制，通过检测时间依赖性中间体，作者跟踪了从PdPtCu NSs到HEA-PdPtCuPbBi UNRs的结构和组成演变过程。TEM图像显示，反应初期5 min，六边形NS种子上出现孔洞，反应时间延长至30 min，NS外缘变厚，产物演化为六边形NS种子。

随着反应阶段延长至3 h，最终延长至10 h，六边形NRs逐渐演变为不规则NRs。结果表明，HEA-PdPtCuPbBi的组分演化是通过在PdPtCu种子中逐渐引入Bi和Pb元素来实现。

在反应30 min后，产物中Bi原子的百分比基本保持不变，而Pb原子的百分比则不断增加。由于Pb²⁺/Pb相对于Bi³⁺/Bi的负还原电位更大，Pb原子的还原速度要慢得多。

此外，XRD表征证实，PdPtCu种子向HEA-PdPtCuPbBi的转变依赖于Bi和Pb原子的合金化，随着反应时间的增加，衍射峰向低角度移动证实了这一点。合成中的合金化过程本质上涉及到附着原子在种子上的沉积和随后的原子间扩散，其中化学势梯度被假设为原子扩散的热力学驱动力。

Programmable Synthesis of High-Entropy Nanoalloys for Efficient Ethanol Oxidation Reaction. ACS Nano, 2023, DOI: 10.1021/acsnano.3c02762.