通过热力学方法稳定并驱动合成用于氢进化反应（HER）的多组分高熵合金催化剂

《Green Chemistry》：Thermodynamically stabilized and driven synthesis of multicomponent high-entropy alloy catalysts for the HER

　　

陈梦欣|高宇志|王帅|陶富荣|王景贵|牛立伟|方浩|王超|吕光强

齐鲁工业大学（山东科学院）化学与化工学院，中国山东济南250353 [e-mail]

高熵合金（HEAs）由于其可调的电子结构和出色的结构稳定性，在氢进化反应（HER）中展现出巨大潜力。然而，大多数已报道的高熵合金依赖于动力学稳定的结构，这限制了对其原子和电子结构的调控。在这项研究中，采用了一种热力学稳定且可控的合成方法来制备含有5-15种元素的高熵合金。结构表征显示，所有样品均采用单相固溶体结构，高熵合金纳米颗粒（NPs）均匀分布在碳载体表面。电化学测试表明，通过调整热合成过程中的参数，可以轻松调节含有相同元素的高熵合金在氢进化反应中的催化性能。这为利用“有限”的金属元素实现“无限”的催化性能提供了一条有前景且实用的途径。此外，也可以轻松制备含有超过15种元素的高熵合金纳米颗粒。以氢进化反应作为模型反应，发现其催化活性随热处理温度、热处理时间和组成元素数量的变化而规律性变化，表明高熵合金中的原子配位结构、电子能级等可以通过热处理合成参数得到持续调节。对于通过简单元素混合热力学方法制备的高熵合金而言，其氢进化反应的最小过电位可达到32 mV，说明这种基于热力学稳定性的高熵合金合成策略在制备和活性调控方面具有便利性和普适性。