JACS：界面反应引起纳米合金电催化剂的晶格振荡
学术
2024-12-16 17:19
上海
理解纳米合金在反应条件的结构演变过程对于设计活性和持久性的催化剂非常重要。有鉴于此，纽约州立大学宾汉姆顿分校钟传建教授、中央密歇根大学（CMU）Valeri Petkov等报道通过原位表征技术研究一种双贵金属合金作为模型电催化剂，通过同步辐射高能X射线结合同步辐射全散射成对分布函数分析（PDF, pair distribution function analysis），表征工况质子交换膜燃料电池的动态晶格应力。要点1. 表征结果显示界面反应导致合金纳米粒子在表面脱合金化的过程中产生振荡晶格应变（oscillatory lattice strain，在材料中由于外部应力或内部应力变化而引起的晶格参数周期性变化）现象。要点2. 通过时频域变换（time-frequency domain transformation）分析晶格振荡的频率和振幅发现明显的不规则特点，理论计算结果表明这种不规则的晶格振荡来自金属原子空位扩散，促进脱合金化过程中重新形成合金。这个过程与表面金属部分氧化的现象结合，促进纳米合金在电催化ORR反应具有持久性，这个现象为开发持久性和具有自修复能力的电催化剂用于可持续燃料电池能源转化提供指导。Zhi-Peng Wu, Dong Dinh, Yazan Maswadeh, Dominic T. Caracciolo, Hui Zhang, Tianyi Li, Jorge A. Vargas, Merry Madiou, Cailing Chen, Zhijie Kong, Zeqi Li, Huabin Zhang, Javier Ruiz Martínez, Susan S. Lu, Lichang Wang, Yang Ren, Valeri Petkov*, and Chuan-Jian Zhong*, Interfacial Reactivity-Triggered Oscillatory Lattice Strains of Nanoalloys, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c12550https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c12550
