我校材料科學(xué)與工程學(xué)院謝水奮教授課題組在金屬納米催化領(lǐng)域獲得重要研究進(jìn)展，相關(guān)科研成果近日在國(guó)際權(quán)威期刊Advanced Functional Materials上發(fā)表，論文題目為“Replicating the Defect Structures on Ultrathin Rh Nanowires with Pt to Achieve Superior Electrocatalytic Activity toward Ethanol Oxidation”。Advanced Functional Materials是德國(guó)Wiley出版社旗下頂級(jí)期刊，當(dāng)前影響因子為13.325，在材料化學(xué)領(lǐng)域具有權(quán)威影響力。

    該論文報(bào)道了一種Pt殼層原子層數(shù)可控且富含表面缺陷的Rh@Pt核殼超細(xì)納米線(xiàn)的合成方法，及其在酸性條件下電催化乙醇氧化的活性和選擇性研究。研究人員以富含晶界缺陷1.9 nm Rh納米線(xiàn)為晶種，在溶液相中發(fā)展了一種Pt原子逐層共型沉積方法，制備得到Pt殼層厚度從1個(gè)原子層到5.3個(gè)原子層可精確調(diào)控的一系列Rh@PtnL（n=1~5.3）超細(xì)納米線(xiàn)。得利于逐層共型沉積過(guò)程，內(nèi)核Rh納米線(xiàn)表面的高密度晶界缺陷被成功復(fù)制在Pt殼層表面。在電催化乙醇氧化過(guò)程中，[email protected]核殼納米線(xiàn)體現(xiàn)出最為優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性，其質(zhì)量和面積活性分別為商品化Pt/C催化劑的3.7和3.4倍。原位電化學(xué)紅外光譜表明，增強(qiáng)的Rh-Pt界面相互作用能促進(jìn)乙醇C-C鍵斷裂生成CO2，提高了12電子轉(zhuǎn)移的乙醇完全氧化。隨著Pt殼層厚度的增加，Rh@PtnL納米線(xiàn)催化C-C鍵斷裂的能力下降，產(chǎn)物以4電子轉(zhuǎn)移過(guò)程的乙酸為主。該研究工作通過(guò)精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效優(yōu)化Pt基金屬納米材料的催化活性和選擇性，在貴金屬納米催化劑的合理設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有重要的指導(dǎo)意義。

    該研究工作由謝水奮教授指導(dǎo)，2016級(jí)碩士研究生劉凱（第一作者）、王偉、王媛媛、呂梓禧、李娉婷等共同參與完成，得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（21771067）、福建省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目（2017J06005）及華僑大學(xué)科研基金和研究生創(chuàng)新基金的資助。

    論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201806300

（值班編輯：張為健）