张铁锐Angew.:SiO2包覆PtFeIr纳米线,稳定高效催化ORR!

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质子交换膜燃料电池(PEMFC)中氧还原反应(ORR)的缓慢动力学需要使用昂贵且稀缺的铂催化剂来提高,这会阻碍PEMFC的广泛应用。将铂与过渡金属(如铁、钴、镍)合金化形成铂基合金被广泛认为是降低铂用量、提高催化剂活性和稳定性的有效策略。
而Pt基合金纳米线是一类很有前景的ORR催化剂,但长期循环运行过程中结构破坏导致活性严重下降,阻碍了其实际应用。

张铁锐Angew.:SiO2包覆PtFeIr纳米线,稳定高效催化ORR!

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基于此,中国科学院理化技术研究所张铁锐团队通过二氧化硅保护策略成功制备了平均直径为2.6 nm的fct-PtFeIr纳米线负载在碳载体上(fct-PtFeIr/C)。SiO2保护壳的包覆减轻了纳米线的聚集,Ir元素的加入提高了纳米线的热稳定性,加速了PtFeIr合金的相变。
通过合理设计纳米线的结构和组成,可以同时提高纳米线的活性和稳定性。1D结构和增强的配体以及电子效应赋予fct-PtFeIr/C优越的ORR质量活性(2.03 A mgPt-1)。

张铁锐Angew.:SiO2包覆PtFeIr纳米线,稳定高效催化ORR!

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此外,与fcc-PtFeIr/C相比,fct-PtFeIr/C在ORR试验中显著提高了电化学稳定性。fct相PtFeIr纳米线的成功制备将为fct相Pt基合金纳米线在ORR中的应用开辟道路。此外,fct相铂基合金纳米线在其他重要反应中也有很大的应用前景,如液体燃料的电氧化、氢氧化反应等。
Ordered PtFeIr Intermetallic Nanowires through a Silica-Protected Strategy for Oxygen Reduction Reaction. Angewandte Chemie International Edition, 2021. DOI:10.1002/anie.202113278

原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/16/bef4777025/

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