在各種催化反應中，Pt是一種高效的催化劑，但其高成本和有限的活性性阻礙了它的廣泛應用?？朔鲜鎏魬?zhàn)的一個有效策略是通過將Pt與非貴金屬摻雜并將這些納米合金分散到合適的載體上來形成納米合金，該方法增加了活性中心的數量，降低了貴金屬催化劑的使用成本，提高了貴金屬催化劑的利用效率。MXenes是一類由過渡金屬碳化物和氮化物組成的二維化合物。由于其帶隙可調、比表面積高、電子導電性好、機械穩(wěn)定性好，MXenes常用作負載貴金屬和合金的載體。

以高溫熔鹽為溶劑，利用Lewis酸刻蝕MAX合成MXenes能夠通過調節(jié)熔鹽中金屬離子的濃度和類型，可以調節(jié)氧化環(huán)境來蝕刻MAX中的A位元素。這一過程使得生成的Mxene穩(wěn)定地存在于溫和的高溫熔鹽中，并伴隨著還原金屬的生成。

受制備MXenes過程中氧化、還原和金屬離子在高溫熔鹽中溶解耦合的啟發(fā)，中國科學院上海應用物理研究所王建強、湯睿和申淼等報道了一種一步法制備Mxene負載Pt納米合金催化劑的方法，其能夠直接將Ti₃AlC₂轉化為Pt-M@Ti₃C₂T_x催化劑(其中M表示過渡金屬)。

具體而言，該方法是以熔鹽作為反應介質在高溫下溶解過渡金屬離子和Pt離子，過渡金屬離子在高溫下氧化Ti₃AlC₂前驅體中A位元素，由此產生的過渡金屬進一步還原Pt離子形成合金，并且Pt-M納米顆粒均勻分散在Ti₃C₂T_x表面。

性能測試結果顯示，最優(yōu)的Pt-Co@Ti₃C₂T_x催化劑在堿性溶液中僅需52 mV的HER過電位就能產生10 mA cm^?2的電流密度，并且其在120 mA cm^?2電流密度下連續(xù)運行25小時而沒有發(fā)生明顯的活性下降。

密度泛函理論(DFT)計算表明，Pt-Co@Ti₃C₂T_x的ΔG_H比商業(yè)Pt/C更接近于0 eV；并且，與含有其他過渡金屬的Pt-M@Ti₃C₂T_x相比，Pt-Co合金與Ti₃C₂T_x載體之間的界面距離最小(Pt-Co合金與Ti₃C₂T_x基底之間的耦合效應最大)。因此，Pt-Co合金與載體通過界面電荷重新分配的耦合作用可以協(xié)同增強HER活性。

更重要的是，Pt-M@MXene催化劑可以通過改變添加到混合物中的過渡金屬離子而擴展到包括二元、三元或四元Pt基合金，這為開發(fā)高效的MXenes負載的貴金屬合金催化劑提供了一條有前景的策略。

Simple one-step molten salt method for synthesizing highly efficient MXene-supported Pt nanoalloy electrocatalysts. Advanced Science, 2023. DOI: 10.1002/advs.202303693