成功诱导，普适！Nature子刊发表厦门大学/华中科技大学最新电催化科研成果！

文摘 2024-11-03 09:30 上海

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论文拟解决的关键挑战：

开发高效的电催化剂用于酸性电合成过氧化氢（H₂O₂）具有重要意义，然而，大多数材料在酸性条件下的选择性和稳定性往往不尽人意。

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图文简介：

针对上述挑战，厦门大学的黄小青教授和华中科技大学的杨利明教授等人在Nature Communications发表论文，该团队通过硒化诱导应变和相位，成功合成了一系列由结晶Pt核和铂硒（Pt-Se）壳层组成的核壳结构，其厚度可调。核壳纳米颗粒可以促进酸性介质中O₂向H₂O₂的2e⁻还原，从而显著提高H₂O₂的选择性、产率和抑制H₂O₂分解的能力。

壳厚优化后的催化剂（Se₂-Pt NPs）对不同酸性电解质的H₂O₂选择性均达到95%以上，并能显著抑制电化学还原反应和歧化反应。

在流动电池反应器中，Se₂-Pt纳米颗粒保持250 mA cm⁻²的电流密度400 h，产生的H₂O₂浓度为113.2 g L⁻¹，产率为4160.3 mmol g_cat⁻¹ h⁻¹，并有效降解有机染料。

详细的实验证据表明，无定形Pt-Se壳的形成导致孤立的Pt位点转变，以“端对端”的方式吸附O₂，这有利于O-O键的保存。同时，结晶核与非晶壳失配所产生的应变调节了表面壳层的电子结构，使其对*OOH的结合强度减弱，最终使其更有利于H₂O₂的产生。

硒化引起的应变和相位是普适的，对调制其他贵金属的2e⁻ ORR途径也同样适用。这项工作为克服酸性介质中电合成H₂O₂的瓶颈提供了一条途径。

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