一种简便的三元PtCuNi纳米合金合成方法，该合金可作为催化剂用于碱性和酸性介质中的氢气释放和氧气释放反应

《RARE METALS》：A facile synthesis of ternary PtCuNi nanoalloys as catalysts for the hydrogen evolution and oxygen evolution reactions both in alkaline and acidic media

PtCuNi纳米合金通过一锅法改进的聚醇法合成，XRD和Rietveld精修分析显示其具有面心立方结构，晶格参数随Pt比例增加而增大，晶粒尺寸减小至1.59±0.39 nm。Pt58Cu15Ni27纳米催化剂在碱性/酸性介质中HER过电位达40/62 mV dec?1，OER过电位1.36 V（10 mA cm?2碱性），Pt9Cu39Ni52在酸性/碱性介质中OER过电位达30/44 mV dec?1，循环稳定性优异。性能提升归因于Pt的电子转移稳定作用及对HO?H键解离的催化促进。

　　

摘要

采用一锅法改性的多元醇方法合成了不同Pt/Cu/Ni比例的三元PtCuNi纳米合金，并详细研究了它们在氢演化反应（HER）和氧演化反应（OER）中的电催化性能。通过Rietveld精修和X射线衍射（XRD）分析对合成的PtCuNi纳米合金进行了结构分析，确认它们具有面心立方（fcc）—Fm\(\overline{3 }\)m空间群的立方晶体相。随着Pt比例的增加，晶格常数增大至3.712 ?，晶粒尺寸减小至1.59 ± 0.39 nm。所有制备的纳米合金均呈现均匀的球形，平均粒径在3至9 nm之间。平均粒径为3.62 nm的Pt₅₈Cu₁₅Ni₂₇纳米催化剂在碱性和酸性介质中的HER区域的塔菲尔斜率（Tafel slope）分别为40 mV dec^?1和62 mV dec^?1。在?0.3 mV（相对于RHE）的条件下，对Pt₅₈Cu₁₅Ni₂₇纳米催化剂在酸性和碱性溶液中的进行 chronoamperometry 测试，结果显示其具有优异的循环稳定性。该催化剂在碱性溶液中的OER过电位（η）最低，为1.36 V（电流密度为10 mA cm^?2）。而Pt₉Cu₃₉Ni₅₂催化剂在碱性和酸性介质中的OER塔菲尔斜率分别为30 mV dec^?1和44 mV dec^?1。PtCuNi纳米催化剂电催化活性的提高归因于Cu和Ni向Pt的电子转移，这有助于稳定Pt，并在水中分解过程中促进HO–H键的断裂。

图形摘要