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Nature Catalysis最新:CO协助原子层沉积法(ALD)精确控制合成Pt/C催化剂

——背景——

原子层沉积法(ALD)是制备含贵金属负载型多相催化剂(比如Pt/C)的方法之一。ALD方法的优势在于可以将活性物种均匀的分散到高比较面积载体上。通过ALD的方法可以合成各类Pt基催化剂,比如:Pt/C,Pt/SiO2, Pt/TiO2等。尽管如此,ALD仍然无法合成超薄Pt层或者控制合成Pt纳米团簇。前人研究表明,在ALD方法中,存在成核延迟现象:即在Pt还未能完全覆盖所有载体表面的时,Pt纳米颗粒已经开始三维生长,形成新核。

Nature Catalysis最新:CO协助原子层沉积法(ALD)精确控制合成Pt/C催化剂

第一作者:Shicheng Xu

通讯作者:Fritz B. Prinz

通讯单位:Stanford University

 

——本文亮点——

 

最新上线的Nature Catalysis中,来自斯坦福大学的Prinz教授团队报道:在ALD方法中,引入CO作为钝化气体,成功合成出二维、超薄结构Pt/C催化剂。与商业Pt/C催化剂相比,CO-ALD方法合成得到的催化剂在ORR中的活性提升两倍。文中指出,二维、超薄Pt结构的形成源自于CO对Pt表面的强力吸附,阻止了Pt的进一步生长。

 

——图文快解——

 

Nature Catalysis最新:CO协助原子层沉积法(ALD)精确控制合成Pt/C催化剂

图1 | 通过ALD和PALD生长Pt/C催化剂

 

Nature Catalysis最新:CO协助原子层沉积法(ALD)精确控制合成Pt/C催化剂

图2  | ALD和PALD合成得到Pt/C催化剂的ORR活性对比

 

Nature Catalysis最新:CO协助原子层沉积法(ALD)精确控制合成Pt/C催化剂

图3  | ALD和PALD合成得到Pt/C催化剂的形貌对比

 

Nature Catalysis最新:CO协助原子层沉积法(ALD)精确控制合成Pt/C催化剂

图4  | PALD合成得到Pt/C催化剂的活性与稳定性

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