by 德累斯頓工業(yè)大學(xué)（Dresden University of Technology）

考慮到激光產(chǎn)生的金屬納米顆粒前體的清潔度，產(chǎn)生了表面清潔的貴金屬氣凝膠。闡明了NMAs的固有電催化性能，并公開(kāi)了用于乙醇電氧化的配體調節的電催化性能。因此，這項工作為設計用于NMA和其他材料系統的高性能電催化劑提供了新的方向。Credit: (c) Ran Du

德累斯頓工業(yè)大學(xué)的化學(xué)家們通過(guò)重新研究配體化學(xué)方法，制造了表面清潔的貴金屬氣凝膠，從而提高了電催化性能。他們已經(jīng)在A(yíng)ngewandte Chemie國際版中報告了他們的結果。

貴金屬氣凝膠（NMA）是一類(lèi)新興的多孔材料，具有納米級，高活性貴金屬和多孔結構，在各種電催化過(guò)程中顯示出空前的性能。但是，各種雜質(zhì)，特別是有機配體，經(jīng)常參與合成過(guò)程并保留在相應的產(chǎn)物中，這阻礙了對NMAs固有電催化性能的研究。另一方面，有機配體的存在通常被認為對催化過(guò)程是有害的，因為它們可以阻斷活性位點(diǎn)。然而，由于缺乏以受控方式在干凈的NMA中賦予配體的方法，因此尚未在NMA系統中得到驗證。

來(lái)自中國的Ran Du是Alexander von Humboldt的研究員，自2017年以來(lái)一直擔任德累斯頓工業(yè)大學(xué)Alexander Eychmüller教授的物理化學(xué)小組的博士后。他和Duisburg-Essen大學(xué)的Stephan Barcikowski教授最近創(chuàng )建了表面清潔貴金屬氣凝膠通過(guò)使用激光產(chǎn)生的納米粒子，從而揭示了一個(gè)新的維度，可通過(guò)調節配體化學(xué)來(lái)增強乙醇電氧化的電催化性能（直接乙醇燃料電池的陽(yáng)極反應）。

Ran Du和他的團隊通過(guò)激光燒蝕制備了各種無(wú)機鹽穩定的金屬納米粒子，它們是不含有機配體的前體。以這種方式，他們制造了金（Au），鈀（Pd）和金-鈀（Au-Pd）的無(wú)雜質(zhì)NMA。這一成就突出了NMA的固有電催化性能。另外，這些清潔的凝膠用作有意接枝特定配體的平臺，由此明確證明了配體定向的電催化性能調節。潛在的機制歸因于不同配體的電子密度調節，其中乙醇氧化反應（EOR）的電催化活性與金屬的氧化態(tài)正相關(guān)。在這方面，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性的Au-Pd雙金屬氣凝膠的顯著(zhù)電流密度比市售Pd / C（鈀/碳）高5.3倍，比Au-Pd原始氣凝膠高1.7倍。

“通過(guò)這項工作，我們不僅提供了一種制備無(wú)雜質(zhì)NMA來(lái)探測其內在特性的策略，而且還提供了通過(guò)重新研究配體的作用來(lái)設計高性能電催化劑的新維度，” Ran Du說(shuō)。

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