由于 Pt 基合金和金属间化合物在磁性、电子尤其是在催化方面的潜在应用,人们对其进行了深入研究。
近日,宾夕法尼亚大学Eric A. Stach报道了一种高度单分散的 Cu-Pt 合金纳米粒子的合成方法。
文章要点
1)Cu/Pt 比为 1:1 的大小 Cu-Pt 颗粒可以通过胶体合成在 300 °C 下获得。新鲜颗粒具有富含 Pt 的表面和富含 Cu 的核,在 800 °C 的H2下退火后可以转化为金属间相。首先,我们证明了新鲜颗粒在 400 °C 氧化还原条件下的稳定性,因为富含 Pt 的表面可防止 Cu 的大量氧化。
2)然后,在 800 °C 氧化还原处理前后,原位扫描透射电子显微镜、原位 X 射线吸收光谱和金属间化合物 CuPt 相的 CO 氧化测量相结合,显示出良好的 CO 氧化活性和稳定性。在 800 °C 下暴露于 O2 后,防止了 Cu 的完全氧化。在 800 °C 下暴露于 O2 后,颗粒的活性和结构仅发生轻微变化,并在 800 °C 下重新还原后恢复。此外,与具有富 Pt 表面的新鲜颗粒或相同尺寸的纯 Pt 颗粒相比,金属间化合物 CuPt 相显示出增强的催化性能。因此,Pt 与 Cu 的结合不会导致材料的快速失活和降解,如其他双金属系统所见。
这项工作提供了一种合成途径来控制 Cu-Pt 纳米结构的设计,并强调了这些合金(金属间化合物和非金属间化合物)在多相催化方面的前景。
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Alexandre C. Foucher, et al, Synthesis and Characterization of Stable Cu−Pt Nanoparticles under Reductive and Oxidative Conditions, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c13666
https://doi.org/10.1021/jacs.2c13666