碳納米材料負(fù)載的有序Pt合金電催化劑由于其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和幾何結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的催化性能，特別是在氧還原反應(yīng)（ORR）中的催化性能，引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，用簡(jiǎn)單的方法制備均勻有序的Pt合金電催化劑仍充滿極大的挑戰(zhàn)。
近日，中科院福建物構(gòu)所官輪輝研究員，福州大學(xué)詹紅兵教授報(bào)道了采用兩步直接退火法在單壁碳納米角（SWCNH）上原位合成了具有一層薄的第一次退火處理期間由小的有機(jī)配體（即苯胺）的聚合和熱解原位生成的摻氮碳（NC）外殼保護(hù)的均勻有序的PtFe合金納米顆粒。
本文要點(diǎn)
要點(diǎn)1. 在H2氣氛中二次退火9 h后，得到的樣品（PtFe@NC/SWCNH（H2-9h））在石墨化的SWCNH載體上呈現(xiàn)出均勻有序的面心四方結(jié)構(gòu)（有序度>80%，平均尺寸為5.2 nm）。
要點(diǎn)2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在不去除NC殼層的情況下，PtFe@NC/SWCNH（H2-9h）樣品表現(xiàn)出對(duì)ORR的高質(zhì)量活性（0.9 V 下，達(dá)到1.53 A/mgPt）和比活性0.9 V下，達(dá)到3.61 mA/cm2），這得益于有序的fct-PtFe結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了電子相互作用。重要的是，得益于fct-PtFe有序的結(jié)構(gòu)和NC殼層的保護(hù)，分別對(duì)Fe的浸出和納米顆粒的聚集提供了很強(qiáng)的抑制作用，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的穩(wěn)定性測(cè)試，催化劑仍然保持著較高的催化活性。
要點(diǎn)3. 研究人員還將該方法推廣到制備不同有序的PtM或Pt3M（M=Fe/Co）合金電催化劑。因此，這種簡(jiǎn)單、通用的碳?xì)ぐ膊呗詫⒂欣诤铣珊蛻?yīng)用各種高催化性能的金屬間化合物Pt合金電催化劑。
Suqiong He, et al, Direct Thermal Annealing Synthesis of Ordered Pt Alloy Nanoparticles Coated with a Thin N?Doped Carbon Shell for the Oxygen Reduction Reaction, ACS Catal. 2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c02434
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02434
