高效率的切断C-C化学键以及有机醇氧化生成CO₂是发展用于可再生能源的高活性有机醇燃料电池的关键。

有鉴于此，布朗大学孙守恒、布鲁克海文实验室Kotaro Sasaki等合成了在超薄（2.3 nm）台阶Au纳米线上修饰台阶Pt簇，构成核壳结构Au/Pt纳米线，这种核壳Au/Pt纳米线电催化剂具有优异的醇氧化为CO₂催化活性。

主要内容

（1）

Au/Pt核壳纳米线催化剂的催化活性与Au/Pt的比例密切相关，其中Au_1.0Pt_0.2的纳米线催化剂的Au/Pt含量（~75 %）最高，具有最高的乙醇氧化活性，催化氧化活性达到前所未有的196.9 A/mg_Pt（32.5 A/mg_Pt+Au）。这种核壳结构Au/Pt催化剂对其他醇的氧化同样具有优异的催化活性，比如甲醇、丙醇、乙二醇。

通过原位XAS光谱表征和红外光谱表征技术研究催化剂的结构和反应的关键中间体物种，发现低配位Pt位点和Au台阶纳米线之间的协同作用是高效催化氧化有机醇的关键，并且通过DFT理论计算进一步验证不饱和配位Pt-Au界面具有更强的C-C切断催化活性。

（2）

本文研究结果展示了具有台阶位点的核壳结构对于增强有机醇的催化氧化反应活性非常重要，有助于理解电催化氧化反应的机理，有助于发展高活性有机醇燃料电池。

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Kecheng Wei, Honghong Lin, Xueru Zhao, Zhonglong Zhao, Nebojsa Marinkovic, Michael Morales, Zhennan Huang, Laura Perlmutter, Huanqin Guan, Cooro Harris, Miaofang Chi, Gang Lu, Kotaro Sasaki*, and Shouheng Sun*, Au/Pt Bimetallic Nanowires with Stepped Pt Sites for Enhanced C–C Cleavage in C2+ Alcohol Electro-oxidation Reactions, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c07027

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c07027