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廈大「國家杰青」黃小青聯(lián)手蘇大邵琪，最新Nature Nanotechnology！

第一作者：Xuan Huang, Jie Feng, Shengnan Hu

通訊作者：黃小青，邵琪

通訊單位：廈門大學(xué)，蘇州大學(xué)

黃小青，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，蘇州大學(xué)材化部特聘教授，博士生導(dǎo)師。獲獎(jiǎng)情況：國家杰出青年科學(xué)基金（2021）。作為課題負(fù)責(zé)人主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目。研究方向：貴金屬納米材料的精準(zhǔn)制備及其電、熱、光催化應(yīng)用研究。

邵琪，蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部副研究員，研究方向：以介穩(wěn)相材料為基礎(chǔ)的先進(jìn)材料合成、應(yīng)用、機(jī)理探索為一體的研究方向。主要研究體系包括：介穩(wěn)相二維氧化物、介穩(wěn)相金屬材料、介穩(wěn)相自旋催化材料等。

論文速覽

在異質(zhì)結(jié)構(gòu)中構(gòu)建區(qū)域選擇性結(jié)構(gòu)，對于許多應(yīng)用來說都非常重要。然而，由于復(fù)雜的過程、雜質(zhì)污染和不明確的生長機(jī)制，有針對性地設(shè)計(jì)區(qū)域選擇性結(jié)構(gòu)還具有挑戰(zhàn)性。

本論文針對異質(zhì)結(jié)構(gòu)中區(qū)域選擇性結(jié)構(gòu)的構(gòu)建難題，提出了“一鍋法”動(dòng)力學(xué)控制的合成骨架，成功實(shí)現(xiàn)了金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)中區(qū)域選擇性結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。研究團(tuán)隊(duì)考慮了金屬前驅(qū)體的還原速率和異質(zhì)界面的晶格匹配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了從Pd₂₀Sb₇六角納米片到Pd₈Sb₃六角納米片的相調(diào)控，以及從Pd₂₀Sb₇六角納米片到Pd₂₀Sb₇菱形體和Pd₂₀Sb₇納米粒子的形態(tài)調(diào)控。

特別是，區(qū)域選擇性外延生長在Pd₂₀Sb₇六角納米片上的Pt對乙醇氧化反應(yīng)表現(xiàn)出了極高的活性，其活性是商用Pt/C的57倍。同時(shí)，對比商用Pt/C，該催化劑顯示出更好的穩(wěn)定性（2000次循環(huán)后僅下降16.3%）和選擇性（72.4%）。

圖文導(dǎo)讀

圖1：金屬沉積速率（V_dep）和擴(kuò)散速率（V_diff）對生長模式的影響。

圖2：r-Pt/Pd₂₀Sb7和u-Pt/Pd₂₀Sb₇六角納米片的形態(tài)表征和元素分布。

圖3：兩種不同Pt/Pd₂₀Sb₇六角納米片異質(zhì)結(jié)構(gòu)中Pt的電子結(jié)構(gòu)和局部配位結(jié)構(gòu)。

注：以上為論文中部分圖表。

總結(jié)展望

本研究提出的合成策略為設(shè)計(jì)非常規(guī)的精確異質(zhì)結(jié)構(gòu)鋪平了道路，這些結(jié)構(gòu)在多種應(yīng)用中具有潛在的使用價(jià)值。通過精確控制金屬前驅(qū)體的還原速率和異質(zhì)界面的晶格匹配，實(shí)現(xiàn)了對Pt在Pd-Sb基底上分布的調(diào)控。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，區(qū)域選擇性外延生長的Pt/Pd₂₀Sb₇六角納米片在乙醇氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出卓越的催化性能，其活性和選擇性均顯著優(yōu)于商用Pt/C催化劑。此外，該催化劑還展現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性。這些發(fā)現(xiàn)不僅為乙醇氧化反應(yīng)提供了高效的催化劑，也為異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新視角。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Regioselective epitaxial growth of metallic heterostructures

期刊：Nature Nanotechnology

DOI：10.1038/s41565-024-01696-0

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/06/26/251fc390e8/

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