紧迫的铂的催化活性晶体结构

利用磷原子移动间隔器,科学家已调整了铂electrocatalyst的晶格应变。诱导不同数量的紧张或压缩大大改变了催化剂的活动,它在某些情况下的两倍多。

2017年,领导的研究人员Mingshang金在中国和西安交通大学Yadong阴在美国加州大学河滨分校的,开发了一种协议数量可调的磷原子插入nanocube钯晶格,创建钯原子之间的空隙,从而增加了晶格间距。这个过程可以通过加热的nanocube氮磷。

现在,他们的团队,一起简帛吴来自上海交通大学,中国,使用这种方法来优化铂催化剂的晶格应变。实现拉伸应变,他们使用他们的协议前沉积铂钯nanocubes上插入变量数量的磷。为了实现压缩应变,研究人员使用相反的技巧,精心挑选的磷插入nanocube,沉积铂,然后挤出磷。

析氢反应,拉伸应变3%左右的铂催化剂的活动增加了大约50%,而压缩应变减少它。甲醇氧化反应,4.7%的拉伸应变和压缩应变3.9%都增加了一倍多的催化剂的活性。这个看似令人费解的行为可以解释为催化剂的电子结构应变的变化。这其实是知道,如果你改变压力,它改变了d带的能量中心,控制反应物吸附到表面上,“阴解释道。

研究者希望这项技术进入行业,它可能导致贵金属催化剂与更大的原子经济。然而,也有重大障碍,特别是钯是昂贵的,甚至比白金。“目前我们没有任何候选人(代替钯)…但这是最终的目标,“阴说。

材料科学家Younan夏美国佐治亚理工学院的说,即应变可以用来优化催化活性被广泛探索了许多年。但在这项工作,他们可以使用基本相同的材料系统实现拉伸或压缩应变和调整都非常广泛。“对我来说,这是最有趣的找出如何通过铂、磷穿透”他补充道。