Epitaxial Growth of Unconventional 4H-Pd Based Alloy Nanostructures on 4H-Au Nanoribbons towards Highly Efficient Electrocatalytic Methanol Oxidation

Jie Wang Guigao Liu Qinbai Yun Xichen Zhou Xiaozhi Liu Ye Chen Hongfei Cheng Yiyao Ge Jingtao Huang Zhaoning Hu Bo Chen Zhanxi Fan Lin Gu Hua Zhang

Citation:  Jie Wang, Guigao Liu, Qinbai Yun, Xichen Zhou, Xiaozhi Liu, Ye Chen, Hongfei Cheng, Yiyao Ge, Jingtao Huang, Zhaoning Hu, Bo Chen, Zhanxi Fan, Lin Gu, Hua Zhang. Epitaxial Growth of Unconventional 4H-Pd Based Alloy Nanostructures on 4H-Au Nanoribbons towards Highly Efficient Electrocatalytic Methanol Oxidation[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2023, 39(10): 230503. doi: 10.3866/PKU.WHXB202305034 shu

在4H晶相Au纳米带上外延生长非常规晶相4H-Pd基合金纳米结构用于高效甲醇电催化氧化

    通讯作者: 张华, hua.zhang@cityu.edu.hk
  • 基金项目:

    香港研究资助局 11301721

    香港研究资助局 TRS(T23-713/22-R)-碳中和

    创新科技署国家贵金属材料工程研究中心香港分中心(NPMM)以及香港城市大学 9380100

    创新科技署国家贵金属材料工程研究中心香港分中心(NPMM)以及香港城市大学 7020054

    创新科技署国家贵金属材料工程研究中心香港分中心(NPMM)以及香港城市大学 9678272

    创新科技署国家贵金属材料工程研究中心香港分中心(NPMM)以及香港城市大学 7020013

    创新科技署国家贵金属材料工程研究中心香港分中心(NPMM)以及香港城市大学 1886921

摘要: Pd基合金纳米材料通常具有传统的面心立方(fcc)晶相。本文以密排六方4H相Au(4H-Au)纳米带为模板,外延生长非常规4H晶相的PdFe、PdIr和PdRu,形成4H-Au@PdM (M = Fe、Ir和Ru)核壳合金纳米带。合成的4H-Au@PdFe纳米带被用于碱性环境中甲醇电催化氧化反应(MOR)的催化剂,表现出优越的质量活性(3.69 A∙mgPd−1),分别为Pt/C和Pd黑催化剂质量活性的2.4和10.5倍,也跻身于最好的Pd基和Pt基MOR电催化剂之列。这一策略为合理设计和可控合成具有非常规晶相的多金属纳米结构提供了策略,从而为深入研究多金属纳米结构晶相依赖的性质和应用提供了可能。

English

    1. [1]

      Shi, Y.; Lyu, Z.; Zhao, M.; Chen, R.; Nguyen, Q. N.; Xia, Y. Chem. Rev. 2021, 121, 649. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c00454

    2. [2]

      Yang, T. H.; Ahn, J.; Shi, S.; Wang, P.; Gao, R.; Qin, D. Chem. Rev. 2021, 121, 796. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c00940

    3. [3]

      Li, L.; Wang, P.; Shao, Q.; Huang, X. Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 3072. doi: 10.1039/d0cs00013b

    4. [4]

      Nugroho, F. A. A.; Darmadi, I.; Cusinato, L.; Susarrey-Arce, A.; Schreuders, H.; Bannenberg, L. J.; da Silva Fanta, A. B.; Kadkhodazadeh, S.; Wagner, J. B.; Antosiewicz, T. J.; et al. Nat. Mater. 2019, 18, 489. doi: 10.1038/s41563-019-0325-4

    5. [5]

      Chen, Y.; Fan, Z.; Zhang, Z.; Niu, W.; Li, C.; Yang, N.; Chen, B.; Zhang, H. Chem. Rev. 2018, 118, 6409. doi: 10.1021/acs.chemrev.7b00727

    6. [6]

      Cao, L.; Liu, W.; Luo, Q.; Yin, R.; Wang, B.; Weissenrieder, J.; Soldemo, M.; Yan, H.; Lin, Y.; Sun, Z.; et al. Nature 2019, 565, 631. doi: 10.1038/s41586-018-0869-5

    7. [7]

      Tian, X.; Zhao, X.; Su, Y. -Q.; Wang, L.; Wang, H.; Dang, D.; Chi, B.; Liu, H.; Hensen, E. J. M.; Lou, X. W.; et al. Science 2019, 366, 850. doi: 10.1126/science.aaw7493

    8. [8]

      Huang, X.; Zhao, Z.; Cao, L.; Chen, Y.; Zhu, E.; Lin, Z.; Li, M.; Yan, A.; Zettl, A.; Wang, Y. M.; et al. Science 2015, 348, 1230. doi: 10.1126/science.aaa8765

    9. [9]

      Jin, Z.; Wang, L.; Zuidema, E.; Mondal, K.; Zhang, M.; Zhang, J.; Wang, C.; Meng, X.; Yang, H.; Mesters, C.; et al. Science 2020, 367, 193. doi: 10.1126/science.aaw1108

    10. [10]

      Guo, S. J.; Zhang, S.; Su, D.; Sun, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13879. doi: 10.1021/ja406091p

    11. [11]

      Qin, Y. C.; Zhang, X.; Dai, X. P.; Sun, H.; Yang, Y.; Li, X. S.; Shi, Q. X.; Gao, D. W.; Wang, H.; Yu, N. F.; et al. Small 2016, 12, 524. doi: 10.1002/smll.201502669

    12. [12]

      Chen, C.; Kang, Y. J.; Huo, Z. Y.; Zhu, Z. W.; Huang, W. Y.; Xin, H. L.; Snyder, J. D.; Li, D. G; Herron, J. A.; Mavrikakis, M.; et al. Science 2014, 343, 1339. doi: 10.1126/science.1249061

    13. [13]

      Xie, X. B.; Gao, G. H.; Kang, S. D.; Shibayama, T.; Lei, Y. H.; Gao, D. Y.; Cai, L. T. Adv. Mater. 2015, 27, 5573. doi: 10.1002/adma.201501133

    14. [14]

      Kang, S. W.; Lee, Y. W.; Park, Y.; Choi, B. S.; Hong, J. W.; Park, K. H.; Han, S. W. ACS Nano 2013, 7, 7945. doi: 10.1021/nn403027j

    15. [15]

      Wang, D. Y.; Chou, H. L.; Lin, Y. C.; Lai, F. J.; Chen, C. H.; Lee, J. F.; Hwang, B. J.; Chen, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10011. doi: 10.1021/ja3010754

    16. [16]

      Chen, Y.; Lai, Z. C.; Zhang, X.; Fan, Z. X.; He, Q. Y.; Tan, C. L.; Zhang, H. Nat. Rev. Chem. 2020, 4, 243. doi: 10.1038/s41570-020-0173-4

    17. [17]

      Cheng, H. F.; Yang, N. L.; Lu, Q. P.; Zhang, Z. C.; Zhang, H. Adv. Mater. 2018, 30, 1707189. doi: 10.1002/adma.201707189

    18. [18]

      Ge, Y.; Shi, Z.; Tan, C.; Chen, Y.; Cheng, H.; He, Q.; Zhang, H. Chem 2020, 6, 1237. doi: 10.1016/j.chempr.2020.04.004

    19. [19]

      Fan, Z.; Zhang, H. Chem. Soc. Rev. 2016, 45, 63. doi: 10.1039/C5CS00467E

    20. [20]

      Fan, Z.; Huang, X.; Chen, Y.; Huang, W.; Zhang, H. Nat. Protoc. 2017, 12, 2367. doi: 10.1038/nprot.2017.097

    21. [21]

      Fan, Z.; Zhang, H. Acc. Chem. Res. 2016, 49, 2841. doi: 10.1021/acs.accounts.6b00527

    22. [22]

      Cao, Z. M.; Chen, Q. L.; Zhang, J. W.; Li, H. Q.; Jiang, Y. Q.; Shen, S. U.; Fu, G.; Lu, B.; Xie, Z. X.; Zheng, L. S. Nat. Commun. 2017, 8, 15131. doi: 10.1038/ncomms15131

    23. [23]

      Zhang, Z. C.; Liu, G. G.; Cui, X. Y.; Chen, B.; Zhu, Y. H.; Gong, Y.; Saleem, F.; Xi, S. B.; Du, Y. H.; Borgna, A.; et al. Adv. Mater. 2018, 30, 1801741. doi: 10.1002/adma.201801741

    24. [24]

      Wu, X. Q.; Jiang, Y.; Yan, Y. C.; Li, X.; Luo, S.; Huang, J. B.; Li, J. J.; Shen, R.; Yang, D. R.; Zhang, H. Adv. Sci. 2019, 6, 1902249. doi: 10.1002/advs.201902249

    25. [25]

      Chen, B.; Yun, Q.; Ge, Y.; Li, L.; Zhang, H. Acc. Mater. Res. 2023, 4, 359. doi: 10.1021/accountsmr.2c00238

    26. [26]

      Fan, Z.; Bosman, M.; Huang, X.; Huang, D.; Yu, Y.; Ong, K. P.; Akimov, Y. A.; Wu, L.; Li, B.; Wu, J.; et al. Nat. Commun. 2015, 6, 7684. doi: 10.1038/ncomms8684

    27. [27]

      Fan, Z.; Chen, Y.; Zhu, Y. H.; Wang, J.; Li, B.; Zong, Y.; Han, Y.; Zhang, H. Chem. Sci. 2017, 8, 795. doi: 10.1039/C6SC02953A

    28. [28]

      Chen, Y.; Fan, Z.; Luo, Z.; Liu, X.; Lai, Z.; Li, B.; Zong, Y.; Gu, L.; Zhang, H. Adv. Mater. 2017, 29, 1701331. doi: 10.1002/adma.201701331

    29. [29]

      Lu, Q. P.; Wang, A. L.; Gong, Y.; Hao, W.; Cheng, H. F.; Chen, J. Z.; Li, B.; Yang, N. L.; Niu, W. X.; Wang, J.; et al. Nat. Chem. 2018, 10, 456. doi: 10.1038/s41557-018-0012-0

    30. [30]

      Zhou, X. C.; Ma Y. B.; Ge, Y. Y.; Zhu, S. Q.; Cui, Y.; Chen, B.; Liao, L. W.; Yun, Q. B.; He, Z.; Long, H. W.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 547. doi: 10.1021/jacs.1c11313

    31. [31]

      Li, Q.; Niu, W. X.; Liu, X. C.; Chen, Y.; Wu, X. T.; Wen, X. D.; Wang, Z. W.; Zhang, H.; Quan, Z. W. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 15783. doi: 10.1021/jacs.8b08647

    32. [32]

      Liu, J.; Huang, J.; Niu, W.; Tan, C.; Zhang, H. Chem. Rev. 2021, 121, 5830. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c01047

    33. [33]

      Lu, S.; Liang, J.; Long, H.; Li, H.; Zhou, X.; He, Z.; Chen, Y.; Sun, H.; Fan, Z.; Zhang, H. Acc. Chem. Res. 2020, 53, 2106. doi: 10.1021/acs.accounts.0c00487

    34. [34]

      Zhao, M.; Xia, Y. Nat. Rev. Mater. 2020, 5, 440. doi: 10.1038/s41578-020-0183-3

    35. [35]

      Kusada, K.; Kobayashi, H.; Yamamoto, T.; Matsumura, S.; Sumi, N.; Sato, K.; Nagaoka, K.; Kubota, Y.; Kitagawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5493. doi: 10.1021/ja311261s

    36. [36]

      Zhang, Z.; Liu, G.; Cui, X.; Gong, Y.; Yi, D.; Zhang, Q.; Zhu, C.; Saleem, F.; Chen, B.; Lai, Z.; et al. Sci. Adv. 2021, 7, eabd6647. doi: 10.1126/sciadv.abd6647

    37. [37]

      Tong, W.; Huang, B.; Wang, P.; Li, L.; Shao, Q.; Huang, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 2649. doi: 10.1002/anie.201913122

    38. [38]

      Fan, Z.; Bosman, M.; Huang, Z.; Chen, Y.; Ling, C.; Wu, L.; Akimov, Y. A.; Laskowski, R.; Chen, B.; Ercius, P.; et al. Nat. Commun. 2020, 11, 3293. doi: 10.1038/s41467-020-17068-w

    39. [39]

      Yun, Q.; Lu, Q.; Li, C.; Chen, B.; Zhang, Q.; He, Q.; Hu, Z.; Zhang, Z.; Ge, Y.; Yang, N.; et al. ACS Nano 2019, 13, 14329. doi: 10.1021/acsnano.9b07775

    40. [40]

      Sun, Y.; Yang, W.; Ren, Y.; Wang, L.; Lei, C. Small 2011, 7, 606. doi: 10.1002/smll.201002201

    41. [41]

      Sun, S.; Murray, C. B.; Weller, D.; Folks, L.; Moser, A. Science 2000, 287, 1989. doi: 10.1126/science.287.5460.1989

    42. [42]

      Sial, M. A. Z. G.; Din, M. A.; Wang, X. Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 6175. doi: 10.1039/C8CS00113H

    43. [43]

      Zhou, M.; Li, C.; Fang, J. Chem. Rev. 2021, 121, 736. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c00436

    44. [44]

      Jiang, K. Z.; Wang, P. T.; Guo, S. J.; Zhang, X.; Shen, X.; Lu G.; Su, D.; Huang X. Q. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 9030. doi: 10.1002/anie.201603022

    45. [45]

      包玉菲, 冯立纲. 物理化学学报, 2021, 37, 2008031. doi: 10.3866/PKU.WHXB202008031Bao, Y. F.; Feng, L. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2008031. doi: 10.3866/PKU.WHXB202008031

    46. [46]

      李峥嵘, 申涛, 胡冶州, 陈科, 陆贇, 王得丽. 物理化学学报, 2021, 37, 2010029. doi: 10.3866/PKU.WHXB202010029Li, Z. R.; Shen, T.; Hu, Y. Z.; Chen, K.; Lu, Y.; Wang, D. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2010029. doi: 10.3866/PKU.WHXB202010029

    47. [47]

      赵康宁, 李潇, 苏东. 物理化学学报, 2021, 37, 2009077. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009077Zhao, K. N.; Li, X.; Su, D. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2009077. doi: 10.3866/PKU.WHXB202009077

    48. [48]

      Chen, L; Lu, L. L.; Zhu, H. L.; Chen, Y. G.; Huang, Y.; Li, Y. D; Wang, L. Y. Nat. Commun. 2017, 8, 14136. doi: 10.1038/ncomms14136

    49. [49]

      Green, C. L.; Kucernak, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1036. doi: 10.1021/jp0131931

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  0
  • 文章访问数:  335
  • HTML全文浏览量:  8
文章相关
  • 发布日期:  2023-10-15
  • 收稿日期:  2023-05-17
  • 接受日期:  2023-07-10
  • 修回日期:  2023-07-09
  • 网络出版日期:  2023-07-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章