黄宏文教授课题组在新型贵金属纳米晶催化剂领域取得系列进展

近日，我校材料科学与工程学院黄宏文教授课题组在新型贵金属纳米晶催化剂领域取得系列进展，相关成果分别发表在国际权威期刊《Angewandte Chemie International Edition》、《Nano Letters》和《Advanced Materials》上。

Angew成果发表截图。

课题组研究了基于模板导向的Pd-M (Pd-M, M=Pb, Sn和Cd)超薄多孔金属间化合物纳米片(UPINs)的快速合成。选取Pd3Pb UPINs作为典型案例，进一步研究了UPINs的形成机理以及作为ORR电催化剂的应用。电催化研究表明，Pd3Pb UPINs具有优异的催化活性、良好的稳定性和对ORR的耐甲醇性。此外，结合密度泛函理论(DFT)的计算结果表明Pd3Pb超晶格中Pd和Pb的有利几何结构和原子间相互作用是导致ORR性能显著的根源。

金属间化合物超薄多孔纳米片的合成示意图。

相关成果发表在国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。论文的共同第一作者是郭景春博士、湖南大学2018级博士研究生高磊和澳大利亚国立大学的Xin Tan博士，黄宏文教授为通讯作者。

Nano Letter成果发表截图。

在精准调控金属亚稳态相合成方面，课题组通过液相合成法首次制备出亚稳态的面心四方相（fct）Au纳米晶。fct Au纳米晶的成功合成取决于金属间化合物AuCu3@Au核-壳结构的形成，其中界面应变稳定了亚稳态fct Au纳米晶。与面心立方Au相比，亚稳态fct Au纳米晶大幅度提升CO2还原的催化活性。密度泛函理论计算和光谱研究表明，亚稳态fct Au纳米晶的d带中心上移，从而降低中间体COOH*形成的壁垒，因此提高了反应动力学。

相关成果发表在国际纳米领域权威期刊《Nano Letters》。论文的共同第一作者是硕士研究生余旦和博士研究生高磊，黄宏文教授、中国科学技术大学李星星研究员及刘庆华研究员为共同通讯作者。

Advanced Materials成果发表截图。

此外，课题组还在在国际材料领域权威期刊《Advanced Materials》上综述了燃料电池阴极Pt基催化剂降解的反应机理以及提升其稳定性的策略，为下一代Pt基催化剂的研发提供了设计指南。论文的共同第一作者是湖南大学博士后章佳威和袁禹亮，黄宏文教授为论文的通讯作者。

上述论文第一单位为湖南大学材料科学与工程学院，研究得到了中央高校基础研究经费和国家自然科学基金项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202100307

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04051

https://doi.org/10.1002/adma.202006494

来源：材料院

责任编辑：文亦佳