鉑銅雙金屬材料的多級結(jié)構(gòu)納米晶成功合成

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室曾杰教授研究組，在鉑銅雙金屬分形多級材料可控合成和生長機理研究方面取得重要進展，成功合成了不同尺寸的具有三角雙錐外形的鉑銅雙金屬多級結(jié)構(gòu)納米晶，大大提高了催化反應(yīng)中的原子利用率，并且將該成果論文在《德國應(yīng)用化學(xué)》上發(fā)表。

該課題組基于對金屬納米晶合成的動力學(xué)調(diào)控手段，可控合成了110—250納米的三角雙錐形的鉑銅雙金屬多級結(jié)構(gòu)。通過對體系中金屬離子比例的調(diào)控，他們合成了具有不同鉑銅比例的多級結(jié)構(gòu)，并深入探究了多級結(jié)構(gòu)納米晶的生長過程和機理。曾杰表示，該材料在電化學(xué)催化甲酸氧化的反應(yīng)中表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，“該工作對于今后金屬多級結(jié)構(gòu)納米晶的研究具有重要的指導(dǎo)意義”。

據(jù)了解，鉑與銅結(jié)合得到的合金材料不僅能降低貴金屬鉑的用量，而且在催化反應(yīng)中往往有更好的表現(xiàn)。除了組成成分之外，納米晶體的結(jié)構(gòu)同樣對催化反應(yīng)具有重要影響：由于其開放的結(jié)構(gòu)特征，納米框架結(jié)構(gòu)同時具有較大的比表面積（同等質(zhì)量的材料具有更大的表面積）和表面積，大大提高了其在催化反應(yīng)中的原子利用率；同時其良好的表面滲透性使得表面和內(nèi)部的原子都能夠參與到催化反應(yīng)當(dāng)中，增強了催化過程中的分子傳輸和傳質(zhì)擴散；而作為獨特的納米框架結(jié)構(gòu)——金屬多級結(jié)構(gòu)，除了具備上述優(yōu)點外，結(jié)構(gòu)單元之間的相連的“橋”能促進整個結(jié)構(gòu)中的電子流動，從而使其在催化反應(yīng)中表現(xiàn)出更好的性能。