- A+
由于晶格中的随机原子分布,传统的高熵合金(HEA),即高熵固溶体,无法保证所需原子构型的高出现概率。相比之下,高熵金属间(HEI)中的有序配位环境可以最大限度地提高了所需活性原子构型的出现频率,并在很大程度上避免了无规原子分布所导致的非活性系综的出现。在本文所述的(PtIr)(FeMoBi) HEI中,亲碳Pt/Ir原子和亲氧Fe/Mo原子有序排列。交替排列的(PtIr)和(FeMoBi)原子列确保了相对均匀的配位环境,这不仅提高了废旧PET塑料衍生的乙二醇(EG)电催化氧化为乙醇酸(GA)的产物选择性,而且避免了*EG和*OH的竞争吸附,提高了整体反应速率。
FE-SEM图和HAADF-STEM图表明尺寸为3.95 ± 1.38 nm的纳米晶均匀锚定在碳纳米纤维网上。所形成的纳米晶为L10型金属间化合物。原子级分辨率的HAADF-STEM图证实了(PtIr)(FeMoBi) HEI中存在交替排列的(PtIr)和(FeMoBi)原子列。EDS元素分布图、拓展边X射线吸收精细结构(EXAFS)及其拟合结果证实了(PtIr)(FeMoBi) HEI中Pt原子处于高熵配位环境中。 (PtIr)(FeMoBi) HEI中独特的配位环境显著提高了产物对乙醇酸(glycolic acid,GA)的选择性。对于铂基醇氧化催化剂,连续的铂原子是高级醇分子中C-C键断裂所必需的活性位点。在EG的电催化氧化中,需要含有至少6-8个连续Pt原子的系综来生产C1产物(HCOOH、CO2)。在(PtIr)(FeMoBi) HEI的晶格中,(PtIr)和(FeMoBi)原子列交替排布。交替的原子列排布和(PtIr)原子列中Ir和Pt的共存共同导致在高熵配位环境中Pt位点被显著稀释,从而显著抑制了(PtIr)(FeMoBi) HEI表面上C-C键的断裂,提高了产物对C2产物(GA)的选择性。 得益于多位点特征和有序的原子列排布,(PtIr)(FeMoBi) HEI显示出优异的电催化乙二醇氧化(EGOR)性能,具有较高的产物选择性(FEGA = 95%)和较高的质量活性(5.2 A mgPt–1)。将(PtIr)(FeMoBi) HEI催化的EGOR与碱性析氢反应(HER)耦合,可以显著降低整体的槽电压,同时实现了高效电解水制氢和废弃塑料(PET)的回收利用。 论文信息 Suppression of Structural Heterogeneity in High-Entropy Intermetallics for Electrocatalytic Upgrading of Waste Plastics Jiace Hao, Tongde Wang, Jian Cai, Dr. Guohua Gao, Dr. Zechao Zhuang, Dr. Ruohan Yu, Prof. Jinsong Wu, Prof. Guangming Wu, Dr. Shuanglong Lu, Xiaofan Wang, Prof. Mingliang Du, Prof. Dingsheng Wang, Prof. Han Zhu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202419369

目前评论: