碳納米材料負載的有序Pt合金電催化劑由于其獨特的電子結(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（ORR）中的催化性能，引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，用簡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，福州大學詹紅兵教授報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配體（即苯胺）的聚合和熱解原位生成的摻氮碳（NC）外殼保護的均勻有序的PtFe合金納米顆粒。
本文要點
要點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2. 實驗結(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ORR的高質(zhì)量活性（0.9 V 下，達到1.53 A/mgPt）和比活性0.9 V下，達到3.61 mA/cm2），這得益于有序的fct-PtFe結(jié)構(gòu)增強了電子相互作用。重要的是，得益于fct-PtFe有序的結(jié)構(gòu)和NC殼層的保護，分別對Fe的浸出和納米顆粒的聚集提供了很強的抑制作用，經(jīng)過長期的穩(wěn)定性測試，催化劑仍然保持著較高的催化活性。
要點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，這種簡單、通用的碳殼包覆策略將有利于合成和應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
