谢水奋:一种Pt壳层原子层数可控且富含表面缺陷的Rh@Pt核壳超细纳米线

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谢水奋老师课题组在金属纳米催化领域获得重要研究进展，相关科研成果近日在国际权威期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）杂志上发表，论文题目为“Replicating the Defect Structures on Ultrathin Rh Nanowires with Pt to Achieve Superior Electrocatalytic Activity toward Ethanol Oxidation”。该期刊是德国Wiley出版社旗下顶级期刊，当前影响因子为13.325，在材料化学领域具有权威影响力。

该论文报道了一种Pt壳层原子层数可控且富含表面缺陷的Rh@Pt核壳超细纳米线的合成方法，及其在酸性条件下电催化乙醇氧化的活性和选择性研究。研究人员以富含晶界缺陷1.9 nm Rh纳米线为晶种，在溶液相中发展了一种Pt原子逐层共型沉积方法，制备得到Pt壳层厚度从1个原子层到5.3个原子层可精确调控的一系列Rh@PtnL（n=1~5.3）超细纳米线。得利于逐层共型沉积过程，内核Rh纳米线表面的高密度晶界缺陷被成功复制在Pt壳层表面。在电催化乙醇氧化过程中，Rh@Pt3.5L核壳纳米线体现出最为优异的催化活性和稳定性，其质量和面积活性分别为商品化Pt/C催化剂的3.7和3.4倍。原位电化学红外光谱表明，增强的Rh-Pt界面相互作用能促进乙醇C-C键断裂生成CO2，提高了12电子转移的乙醇完全氧化。随着Pt壳层厚度的增加，Rh@PtnL纳米线催化C-C键断裂的能力下降，产物以4电子转移过程的乙酸为主。该研究工作通过精准的结构设计，有效优化Pt基金属纳米材料的催化活性和选择性，在贵金属纳米催化剂的合理设计领域具有重要的指导意义。

该研究工作在谢水奋教授的指导下，主要由我院2016级硕士刘凯（第一作者），及王伟、王媛媛、吕梓禧、李娉婷等硕士研究生共同参与完成。

该工作得到了国家自然科学基金面上项目（21771067）、福建省自然科学基金杰出青年项目（2017J06005）及华侨大学科研基金和研究生创新基金的资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201806300