青科大王磊/赖建平Appl. Catal. B.：首次报道！快速、大规模合成超小型不混溶合金负载催化剂

目前，利用简单的一步法制备载体负载的超小型不混溶合金催化剂是一项无法克服的挑战。基于此，青岛科技大学王磊教授和赖建平教授（共同通讯作者）等人创造性地报道了首次通过无溶剂微波还原法制备了约5 nm的不混溶钌（Ru）基合金纳米催化剂（RuRE-rGO NPs，RE=Gd，Er，Yb，La），克服了金属标准还原电位与氧的高亲和力之间的巨大差距。

在本文中，作者采用无溶剂微波热法合成了常规难以形成的Ru和稀土金属合金，并将其分散在还原氧化石墨烯（rGO）基底上，以获得具有大比表面积和超微粒的催化剂。同时，它能在短时间内以克级规模制备、产率高，具有可以大规模生产的可行性。

通过实验测试发现，RuGd-rGO NPs在碱性电催化HER中具有优异的性能，具有低过电位和高转换频率（TOF），其中在电流密度为10 mA cm^-2时其过电位（η）仅为12 mV，在电压为0.1 V时TOF高达30.6 H₂ s^-1，远优于商用Pt/C，成为最先进的HER电催化剂之一。

即使在高电流测试中，RuGd-rGO NPs也可以在56和108 mV达到500和1000 mA cm^-2的电流密度，完全符合工业级应用的要求。由于引入了具有独特电子结构的稀土原子，即使在500 h计时电流测试中，催化剂也非常稳定和坚固。

通过密度泛函理论（DFT）计算进一步表明，从反应的初始状态到最终状态，RuGd-rGO NPs具有较大的放热能（-1.34 eV），而H₂O的离解能垒相对较低，导致最有可能发生HER。本文所述的微波自还原载体负载的超小型不混溶合金催化剂的合成和应用，对该类催化剂的未来发展具有重要的指导意义。

Rapid and large-scale synthesis of ultra-small immiscible alloy supported catalysts. Appl. Catal. B: Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120916.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120916.

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