官轮辉/詹红兵ACS Catal.：薄N-掺杂碳壳包覆的有序Pt合金纳米颗粒助力ORR

碳纳米材料负载的有序Pt合金电催化剂由于其独特的电子和几何结构而具有催化性能，因此受到广泛关注，尤其是在氧还原反应（ORR）方面。然而，基于简单的方法制备均匀且结构有序的Pt合金电催化剂仍亟需解决。

近日，中科院福建物质结构研究所官轮辉研究员和福州大学詹红兵教授（共同通讯作者）等人报道了一种两步直接退火法合成均匀有序的PtFe合金纳米粒子，在薄N掺杂碳（NC）壳的保护下，负载在单壁碳纳米角（SWCNHs）上，该壳由原位生成在第一次退火处理期间，小的有机配体（即苯胺）的聚合和热解。在H₂气氛中进行第二次退火处理9 h后，获得PtFe@NC/SWCNHs(H₂-9h)。

PtFe@NC/SWCNHs(H₂-9h)在石墨化的SWCNH载体上表现出均匀有序的PtFe纳米粒子，具有面心四方（fct）结构（有序度：>80%，平均尺寸：5.2 nm）。

由于增强的电子来自有序fct-PtFe结构的相互作用，在不去除NC壳下PtFe@NC/SWCNHs(H₂-9h)样品显示出对ORR的高质量活度（0.9 V时为1.53 A/mg_Pt）和比活度（0.9 V时为3.61 mA/cm²）。

更重要的是，PtFe@NC/SWCNHs(H₂-9h)在长期稳定性测试后仍然保持高催化活性，主要是由于有序的fct-PtFe结构和NC壳的保护，分别为Fe浸出和纳米颗粒聚集提供了强大的抵抗力。所提出的策略被推广到制造不同有序的PtM或Pt₃M（M=Fe/Co）合金电催化剂。

Direct Thermal Annealing Synthesis of Ordered Pt Alloy Nanoparticles Coated with a Thin N-Doped Carbon Shell for the Oxygen Reduction Reaction. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c02434.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02434.

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官轮辉/詹红兵ACS Catal.：薄N-掺杂碳壳包覆的有序Pt合金纳米颗粒助力ORR

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