Angew：溶剂效应决定的阳离子交换制备多组分纳米催化剂
学术
2024-10-20 19:19
上海
阳离子交换反应是合成复杂结构的经典方法，但是目前人们对于阳离子交换的机理不是非常清楚，这影响了人们对阳离子交换反应的认识和阳离子交换合成的应用。有鉴于此，厦门大学黄小青教授、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所徐勇研究员等报道通过XAS表征观测发现K2RuCl6和CoSn(OH)6在溶液相进行阳离子交换反应中，发现Ru-Cl变成Ru-O/OH的现象。由于Pt-Cl无法变成Pt-O/OH，因此K2PtCl6和CoSn(OH)6之间的阳离子交换无法进行。要点1. 理论模拟计算说明Ru-O和含有Co缺陷的CoSn(OH)6之间通过相互作用增强吸附，因此促进电子转移。在K2RuCl6和ASn(OH)6 (A=Mg, Ca, Mn, Co, Cu, Zn)之间的阳离子交换，以及K2PdCl6/Na3RhCl6/K2IrCl6与CoSn(OH)6之间的阳离子交换实验，验证这种机理。要点2. 阳离子交换生成的不含Pt的CoRuSn(OH)6得到了优异的性能，质量活性达到15.0 A mgRu-1，功率密度达到11.6 W mgRu-1。构筑的阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）器件性能超过了商业化PtRu/C的性能（11.8 A mgRu+Pt-1和9.0 W mgRu+Pt-1）。这项工作首次揭示了阳离子交换法的机理，打破了经典的刻蚀-吸附机理，有助于许多不同领域的基础研究和实际应用发展。
Shangheng Liu, Xiaocan Wang, Wei-Hsiang Huang, Qiugen Zhang, Jiajia Han, Yingtian Zhang, Chih-Wen Pao, Zhiwei Hu, Yong Xu, Xiaoqing Huang, Solvation Effect-Determined Mechanisms of Cation Exchange Reactions for Efficient Multicomponent Nanocatalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202418248https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202418248原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR
