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中科大Nature Commun：面内应变工程助力超薄贵金属纳米片固有HER活性

时间：2022-07-23 来源：浏览：

中科大Nature Commun：面内应变工程助力超薄贵金属纳米片固有HER活性

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贵金属纳米材料是一类尺寸小，具有很高的表面能与化学活性的纳米材料，拥有一系列特殊的物理、化学性质。贵金属纳米材料已广泛应用于催化、电子和光子学等领域。大量的研究表明，调节贵金属纳米材料的原子级结构可以提高其催化性能。其中，超薄纳米片具有高比表面积和低配位数的特点，可使其表面活性原子大量暴露，极大地提高催化效率。此外，催化过程中反应中间体的吸附能和活化能垒与催化剂的电子结构密切相关，移动 d 波段中心来改变超薄贵金属纳米片的表面应变也可增强催化效率。

近日， 中科大的洪勋副教授团队 报道了一种通过构建高密度面内非晶态相边界来设计超薄贵金属纳米片中平面应变的简单方法，极大的提高了纳米片的电催化析氢活性。

本文要点

要点 1. 该工作采用超薄无定形结晶 Ir 纳米片为原料，通过高温退火来控制其面内应变，实验结果表明，拉伸应变改变 Ir 位点的 d 带状态，并优化氢吸附的吉布斯自由能。因此，制备的 Ir 纳米片表现出高 TOF 值（ 3.61 H2/s@ 30 mV ），比基准商用 Pt/C 催化剂高 4.5 倍（ 0.81 H2/s ）。

要点2 . 该工作还通过基于同步加速器的价带光谱和密度泛函理论研究发现，该非晶 - 晶体边界诱导的面内应变处理也可促进 Ru 纳米片和 Rh 纳米片催化性能的提升，该工作为设计高性能贵金属纳米材料提供了一条有效的途径。

Wu, G., Han, X., Cai, J. et al. In-plane strain engineering in ultrathin noble metal nanosheets boosts the intrinsic electrocatalytic hydrogen evolution activity. Nat Commun 13, 4200 (2022).

DOI ： 10.1038/s41467-022-31971-4

https://doi.org/10.1038/s41467-022-31971-4

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