厦大「国家杰青」黄小青联手苏大邵琪，最新Nature Nanotechnology！

第一作者：Xuan Huang, Jie Feng, Shengnan Hu

通讯作者：黄小青，邵琪

通讯单位：厦门大学，苏州大学

黄小青，厦门大学化学化工学院教授，博士生导师，苏州大学材化部特聘教授，博士生导师。获奖情况：国家杰出青年科学基金（2021）。作为课题负责人主持国家自然科学基金面上项目。研究方向：贵金属纳米材料的精准制备及其电、热、光催化应用研究。

邵琪，苏州大学材料与化学化工学部副研究员，研究方向：以介稳相材料为基础的先进材料合成、应用、机理探索为一体的研究方向。主要研究体系包括：介稳相二维氧化物、介稳相金属材料、介稳相自旋催化材料等。

论文速览

在异质结构中构建区域选择性结构，对于许多应用来说都非常重要。然而，由于复杂的过程、杂质污染和不明确的生长机制，有针对性地设计区域选择性结构还具有挑战性。

本论文针对异质结构中区域选择性结构的构建难题，提出了“一锅法”动力学控制的合成骨架，成功实现了金属异质结构中区域选择性结构的构建。研究团队考虑了金属前驱体的还原速率和异质界面的晶格匹配关系，实现了从Pd₂₀Sb₇六角纳米片到Pd₈Sb₃六角纳米片的相调控，以及从Pd₂₀Sb₇六角纳米片到Pd₂₀Sb₇菱形体和Pd₂₀Sb₇纳米粒子的形态调控。

特别是，区域选择性外延生长在Pd₂₀Sb₇六角纳米片上的Pt对乙醇氧化反应表现出了极高的活性，其活性是商用Pt/C的57倍。同时，对比商用Pt/C，该催化剂显示出更好的稳定性（2000次循环后仅下降16.3%）和选择性（72.4%）。

图文导读

图1：金属沉积速率（V_dep）和扩散速率（V_diff）对生长模式的影响。

图2：r-Pt/Pd₂₀Sb7和u-Pt/Pd₂₀Sb₇六角纳米片的形态表征和元素分布。

图3：两种不同Pt/Pd₂₀Sb₇六角纳米片异质结构中Pt的电子结构和局部配位结构。

注：以上为论文中部分图表。

总结展望

本研究提出的合成策略为设计非常规的精确异质结构铺平了道路，这些结构在多种应用中具有潜在的使用价值。通过精确控制金属前驱体的还原速率和异质界面的晶格匹配，实现了对Pt在Pd-Sb基底上分布的调控。

实验结果表明，区域选择性外延生长的Pt/Pd₂₀Sb₇六角纳米片在乙醇氧化反应中表现出卓越的催化性能，其活性和选择性均显著优于商用Pt/C催化剂。此外，该催化剂还展现出了良好的稳定性。这些发现不仅为乙醇氧化反应提供了高效的催化剂，也为异质结构设计提供了新视角。

文献信息

标题：Regioselective epitaxial growth of metallic heterostructures

期刊：Nature Nanotechnology

DOI：10.1038/s41565-024-01696-0

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