近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授曾杰研究組在鉑銅雙金屬分形材料可控合成和生長機理研究方面取得新進展。研究人員通過對鉑銅雙金屬晶體的成核及生長進行動力學(xué)調(diào)控，成功合成了不同尺寸的具有三角雙錐外形的鉑銅雙金屬分形結(jié)構(gòu)。該研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志上，研究組的博士生陳勝和碩士生蘇虹陽是論文的共同第一作者。

       鉑與銅結(jié)合得到的合金材料不僅能降低鉑的用量，而且在催化反應(yīng)中往往有更好的表現(xiàn)。除了組分之外，納米晶體的結(jié)構(gòu)同樣對催化反應(yīng)具有重要影響。由于其開放的結(jié)構(gòu)特征，納米框架結(jié)構(gòu)同時具有較大的比表面積和表面積，這大大提高了其在催化反應(yīng)中的原子利用率。同時，它良好的表面滲透性使得表面和內(nèi)部的原子都能夠參與到催化反應(yīng)當(dāng)中，增強了催化過程中的分子傳輸和介質(zhì)傳輸。而作為獨特的納米框架結(jié)構(gòu)，金屬多級結(jié)構(gòu)除了具備以上的優(yōu)點之外，其結(jié)構(gòu)單元之間的相連的 “橋”能促進整個結(jié)構(gòu)當(dāng)中的電子流動，從而使其在催化反應(yīng)中表現(xiàn)出更好的性能。曾杰課題組基于對金屬納米晶合成的動力學(xué)調(diào)控手段，可控合成了 110~250 納米的三角雙錐形的鉑銅雙金屬多級結(jié)構(gòu)。通過對體系中金屬離子比例的調(diào)控，研究人員合成了具有不同鉑銅比例的多級結(jié)構(gòu)，并深入探究了多級結(jié)構(gòu)的生長過程和機理。該材料在電化學(xué)催化甲酸氧化的反應(yīng)中表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。該工作對于今后關(guān)于金屬多級結(jié)構(gòu)的研究具有重要的指導(dǎo)意義。

       上述研究得到了科技部青年“973”計劃、國家自然科學(xué)基金、國家青年千人計劃、中科院百人計劃、中國科大創(chuàng)新團隊培育基金等項目的資助。