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研究概述

合金化通過調節含氧中間體的熱力學，顯著提升了鈀（Pd）基催化劑的氧還原反應（ORR）性能。

然而，Pd基合金對O₂分子的活化能力不理想，限制了ORR動力學的進一步改善。

基于此，2024年10月23日，北京大學郭少軍教授、哈爾濱工業大學于永生教授在國際期刊Advanced Materials發表題為《Spin-Polarized PdCu-Fe₃O₄ In-Plane Heterostructures with Tandem Catalytic Mechanism for Oxygen Reduction Catalysis》的研究論文。

在這里，研究人員報道了精確合成納米片組裝的自旋極化PdCu-Fe₃O₄面內異質結構，以大幅活化O₂分子并提高ORR動力學。

研究表明，設計的面內異質結構不僅調節了Pd位點的d帶中心，減弱了含氧中間體的吸附，還賦予了親電Fe位點強大的活化O₂分子的能力，這使得PdCu-Fe₃O₄面內異質結構在目前的Pd基催化劑中具有最高的ORR比活性。

原位電化學光譜和理論研究揭示了PdCu-Fe₃O₄-Fe位點上的串聯催化機制，這些位點首先活化分子O₂，并生成含氧中間體轉移到Pd位點，以完成后續的質子耦合電子轉移步驟。

圖文解讀

圖1：PdCu-Fe₃O₄面內異質結構的合成和表征

圖2：PdCu、PdCu-Fe₃O₄和商用Pt/C催化劑的ORR電催化性能

圖3：PdCu和PdCu-Fe₃O₄上的ORR催化機理

文獻信息

Spin-Polarized PdCu-Fe₃O₄ In-Plane Heterostructures with Tandem Catalytic Mechanism for Oxygen Reduction Catalysis,?Advanced Materials,?2024.

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.zzhhcy.com/index.php/2024/10/25/c73cae60da/

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