鉑—非貴金屬合金納米線讓析氫變得更容易
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08-12
記者9日從西安交通大學獲悉,該校前沿科學技術研究院高傳博教授課題組利用表面硫修飾的鉑—非貴金屬合金納米線作為催化劑，在鹼性條件下實現了高效的電解水析氫性能。這一成果發表在最新出版的國際化學領域權威期刊《德國應用化學》上，該催化劑是通過簡單的水熱方法合成的，具有較低的製備成本。
鹼性條件下的析氫反應是電解水制氫和氯鹼工業的主要反應之一。這一反應通常需要在較高的過電勢下才能進行，因此導致嚴重的電能損耗。製備高效催化劑以降低這一反應所需的過電勢有望顯著降低這些應用中的電能損耗。
針對這一問題，研究人員將傳統化學鍍基本原理借鑒到納米材料的製備中，在水相體系中合成出一系列形貌、組成和尺寸可控的、表面硫修飾的鉑—非貴金屬合金納米線作為該反應的催化劑。他們通過亞硫酸鹽的引入有效克服了金屬鹽還原電位之間的巨大差異，實現了鉑鹽與非貴金屬鹽的共還原，成功製備了一系列超細鉑—非貴金屬合金納米線（直徑約2.6nm）。亞硫酸鹽的引入還導致了納米線表面的硫修飾，在超細納米線的表面構築了大量原子級別的鉑/非貴金屬—硫界面，從而在鹼性條件下具有優異的析氫活性。結果顯示，含3μg鉑的納米線在70mV的過電勢下可得到的活性為商業鉑碳催化劑的5.1倍，也優於先前報道的催化劑。該類材料有望在實際應用中實現優越的性能及更低的電能損耗。
