受限原子逃逸与成核作用：制备具有超高质量活性的铱基纳米颗粒，用于酸性水氧化过程

《Advanced Energy Materials》：Confined Atom Escape and Nucleation Delivering Iridium-Based Nanoparticles with Ultrahigh Mass Activity for Acidic Water Oxidation

质子交换膜水电解催化剂中铱基纳米颗粒通过受限原子逃逸与成核策略制备，显著提升氧析出活性（25倍）和稳定性（10倍），并拓展至铱基中间合金纳米颗粒合成。

　　

摘要

为了实现质子交换膜水电解（PEMWE）的广泛应用，以尽可能少的铱（Ir）获得高催化活性和稳定性至关重要。尽管单原子分散策略能够最大化铱的利用率，但它们通常存在稳定性问题。本文报道了一种通过受限原子逃逸和成核（CAEN）方法制备出具有前所未有的质量活性和稳定性的高分散铱基纳米颗粒的技术。与传统合成方法不同，在传统方法中所有金属前体都可以自由成核，而CAEN方法通过非对称的氮、氧配位作用将金属单原子限制在碳基底中，从而在单原子分散和成核之间建立热力学和动力学平衡，防止亚稳相的形成，并制备出具有耐用活性表面的高稳定纳米颗粒。所设计催化剂的酸性氧演化反应（OER）质量活性达到2040.8 A g_Ir^?1，约为商用Ir/C催化剂（81.60 A g_Ir^?1）的25倍，且其耐久性提高了一个数量级。这种CAEN方法还可用于制备基于铱的金属间纳米颗粒，使OER质量活性提高了50倍以上，为高性能催化剂的设计开辟了全新的途径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。