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高熵合金(HEA)催化劑由于多金屬組分的協(xié)同作用而表現(xiàn)出優(yōu)異的多功能催化性能。然而，對(duì)HEA催化劑的形狀控制合成，特別是那些具有高指數(shù)晶面的催化劑，仍然具有很大的挑戰(zhàn)性，這限制了其催化性能的進(jìn)一步提高。

基于此，華南理工大學(xué)康雄武課題組通過(guò)一鍋法合成具有豐富的(310)晶面和晶體尺寸為38.5 nm的凸立方體形Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA催化劑。

具體而言，研究人員首先制備了立方體形納米晶體，并且在立方體納米晶體的每個(gè)面上進(jìn)一步選擇性地生長(zhǎng)錐形晶體以形成凸立方體。性能測(cè)試結(jié)果顯示，Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA催化劑對(duì)氧還原反應(yīng)(ORR)、析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能。在0.1 M HClO₄中的ORR半波電位為0.87 V；在堿性介質(zhì)中，電流密度為10 mA cm^-2時(shí)，HER和OER過(guò)電位分別為20 mV和259 mV。

此外，研究人員利用密度泛函理論(DFT)計(jì)算研究了Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA上局部原子配位和HER反應(yīng)能壘。

結(jié)果顯示，Pt-Ru-Cu位點(diǎn)上具有優(yōu)化的ΔG_*H并且其是Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA的本征活性位點(diǎn)，即Ru摻雜和多金屬組分協(xié)同相互作用對(duì)于Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru HEA的催化活性提高具有重要作用。

這項(xiàng)工作提供了一種對(duì)高熵合金催化劑獨(dú)特形狀控制合成的有效策略，能夠設(shè)計(jì)出用于多功能電催化及其他領(lǐng)域的高效高熵合金催化劑。

Convex Cube-Shaped Pt₃₄Fe₅Ni₂₀Cu₃₁Mo₉Ru High Entropy Alloy Catalysts toward High-Performance Multifunctional Electrocatalysis. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202204255

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2023/10/15/462e946f30/

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?華南理工Small：高熵合金用于高性能OER、ORR和HER電催化

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