日前，鄭州大學(xué)物理學(xué)院在Pt基納米催化材料研究方面取得積極進(jìn)展，相關(guān)成果以題為“Mixed-dimensional Pt-Ni alloy polyhedral nanochains as bifunctional electrocatalysts for direct methanol fuel cell”的論文發(fā)表在國際權(quán)威期刊《Advanced Materials》上。鄭州大學(xué)為第一作者單位，物理學(xué)院青年教師夏田雨和2019級碩士生趙凱為共同第一作者，河南省特聘教授郭海中教授和武漢大學(xué)王自昱教授為共同通訊作者。

Pt基納米材料的催化活性隨尺寸減小大致增強，但其穩(wěn)定性卻逐漸減弱，這種催化活性和催化穩(wěn)定性隨著顆粒尺寸變化呈現(xiàn)出的不均衡性是導(dǎo)致其無法大范圍商業(yè)應(yīng)用的重要瓶頸。通過簡單的一步水熱法將零維納米多面體和一維納米線組裝在一起，得到了有序排列的“多面體—線—多面體”Pt-Ni納米結(jié)構(gòu)。這種混合維度的Pt-Ni多面體納米鏈兼具零維納米多面體和一維納米線的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，能夠有效緩解上述問題。通過和同類同尺寸的Pt-Ni納米多面體和Pt-Ni納米線對比，Pt-Ni多面體納米鏈能夠顯著提高甲醇氧化反應(yīng)的效率，其質(zhì)量活性和比活性分別是商業(yè)Pt/C的7.23倍和6.55倍。通過原位傅里葉紅外光譜和一氧化碳剝離實驗的測量，表明Pt-Ni多面體納米鏈具有優(yōu)異的抗一氧化碳中毒能力。Pt-Ni多面體納米鏈催化直接甲醇燃料電池的陰極反應(yīng)氧還原反應(yīng)時，在循環(huán)了10000圈的穩(wěn)定性測試中，性能幾乎沒有衰減，具有非常突出的穩(wěn)定性表現(xiàn)。上述成果為研究低成本、高性能的Pt基納米催化材料提供了新的設(shè)計思路。

該工作得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委、河南省科技廳的支持。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202206508