具有各种成分的多金属合金(MMA)丰富了材料库,其多样性不断增加,并在催化应用中受到广泛关注。然而,由于各种金属前驱体的还原动力学不同以及晶体生长的复杂性,在介孔纳米结构中精确成型MMA并绘制多种元素的分布仍然是巨大的挑战。
在这里,日本国立材料科学研究所Yusuke Yamauchi,昆士兰科技大学Ting Liao设计了一种一锅湿化学还原方法,使用二嵌段共聚物作为软模板合成核壳图案PtPdRhRuCu介孔纳米球(PtPdRhRuCu MMNs)。
文章要点
1)PtPdRhRuCu MMNs具有可调节的成分和富含高熵合金位点的暴露多孔结构。研究人员揭示了PtPdRhRuCu MMNs介孔结构的形成过程以及不同金属前体的还原和生长动力学。
2)PtPdRhRuCu MMNs在碱性(1.0 M KOH)、酸性(0.5 M H2SO4)和中性(1.0M磷酸盐缓冲溶液(PBS))电解质溶液中,电流密度为10 mA cm−2时,表现出强大的电催化析氢反应(HER)活性和分别为10、13和28mV的低过电势。
3)PtPdRhRuCu MMNs中HER的加速动力学源自多种成分,这些成分具有各种金属位点和介孔结构之间的协同相互作用,具有优异的质量/电子传输特性。
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Kang, Y., Cretu, O., Kikkawa, J. et al. Mesoporous multimetallic nanospheres with exposed highly entropic alloy sites. Nat Commun 14, 4182 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-39157-2
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39157-2