發布時間：2023年2月7日
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在國家自然科學基金項目（批準號：22071191）等資助下，西安交通大學高傳博教授團隊在合金納米材料合成研究方面取得進展。研究成果以“貴金屬-非貴金屬合金納米結構的活性氫界面還原策略（Synthesis of noble/non-noble metal alloy nanostructures via an active-hydrogen-involved interfacial reduction strategy）”為題，于2023年1月16日發表在《自然?合成》（Nature Synthesis）上。
貴金屬-非貴金屬合金納米材料通常表現出優異的催化性能，在新能源等領域具有重要的應用價值。然而，不同的金屬鹽之間存在巨大的本征還原電位差，表現出顯著的還原動力學差異，為合金化過程的精準控制帶來了較大困難。因此，傳統的化學還原方法合成的合金納米材料通常具有較窄的組分調控窗口，這一瓶頸問題也制約了研究者對合金納米催化劑構效關系的研究和對其催化性能的優化。
為打破傳統合成方法固有的局限性，上述研究團隊提出了一種新的基于亞硝酸原位產生活性氫的界面還原策略。該團隊通過質譜和電子順磁共振等結果證明，亞硝酸通過脫氫反應在晶核或種晶表面形成活性氫。該活性氫物種以氫原子或氫自由基的形式存在，具有遠低于貴金屬鹽和大多數非貴金屬鹽的標準還原電位（E° = –2.31 V），因此可有效克服不同金屬鹽之間的還原電位差，實現其可控共還原。由于活性氫的產生被局域于晶核或種晶表面，因此金屬鹽還原反應也從溶液相轉移至固/液界面，有助于提升金屬鹽共還原的可控性。利用該策略，該團隊展示了一系列不同種類的貴金屬-非貴金屬合金納米結構的合成及其合金組分在較寬比例范圍內的精準調控。
該研究成果發展了一種貴金屬-非貴金屬合金納米材料的精準合成新方法，并有望推動對合金納米材料的性能優化和相關催化劑的篩選研究。
日期 2023-02-07 來源：化學科學部 國家自然科學基金委員會