郭少军/黄勃龙JACS：高熵合金亚纳米带的通用合成方法

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高熵合金（ HEAs ）因其广泛的成分可调性和有趣的催化性能而引起人们的广泛关注。然而，由于 HEAs 固有的热力学不稳定性，精确地将其塑造成超薄的低维纳米结构以实现多样化的应用仍然是一个巨大的挑战。

近日， 北京大学郭少军教授，香港理工大学黄勃龙教授 提出了一种新的、通用的低温方法，将多达 8 种金属元素混合到一个单相亚纳米带中，成功获得了世界上最薄的 2D HEA 金属材料（ HEA SNRs ）。

本文要点

要点 1.  合成机理研究表明， HEA SNRs 的形成是通过独特的途径实现的： i ）不同金属前驱体与银纳米线模板之间的电偶交换反应， ii ）不同金属前驱体在纳米线模板上的共还原， iii ）去除银核。

要点2 .  密度泛函理论 (DFT) 计算表明，具有最大均方位移 (MSD) 的活性 Ag 和 Pd 有利于 HEA 壳层在 Ag NWs 上的结晶和稳定。

要点3 .  催化实验结果显示，五元 HEA-PtPdIrRuAg SNRs 在 0.90 V （与可逆氢电极相比）下用于氧还原反应表现出 4.28 A mg _Pt ⁻¹ 的高质量活性，在碱性电解液中，其质量活性是商用 Pt/C 催化剂的 21.0 倍。此外， HEA-PtPdIrRuAuAg SNR 在 Li-O ₂ 电池中也表现出令人印象深刻的性能，在 0.50 A g ⁻¹ 下的 1000 mAh g ⁻¹ 的有限容量下，具有低充电过电位（ 0.49 V ）和出色的循环寿命 (100 次循环 ) 。

要点4 .  研究人员采用 DFT ，通过分子动力学模拟（ MD ）和电子结构解释，对 HEA SNRs 的结构 - 性质进行了相关计算。 MD 揭示了 HEA SNRs 形成的结构变化和原子排列，电子结构基于 HEA SNRs 中金属选择、成分和元素数量之间的平衡，展示了火山电活性和稳定性的趋势。

Lu Tao, et al, A General Synthetic Method for High-Entropy Alloy Subnanometer Ribbons, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c03544

https://doi.org/10.1021/jacs.2c03544

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