研究概述

双金属合金在催化和能量存储方面具有卓越的性能，但由于其在热力学中的不混溶性质，在亚纳米尺度上精确合成它们仍然是一个艰巨的挑战。

基于此，2024年10月19日，清华大学王训教授、刘清达博士后在国际期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Entropy-Derived Synthesis of the CuPd Sub-1nm Alloy for CO2-to-acetate Electroreduction》的研究论文。

在这项研究中，作者设计了一种平均尺寸为1.5 nm的原子级分散的CuPd合金，负载在CuO和磷钼酸（PMA）共组装亚纳米片（CuO-PMA SNSs）上。

在高振动熵的驱动下，Cu原子可以从CuO载体中逸出并与相邻的Pd单原子结合，从而原位形成CuPd合金。

此外，该策略还可用于合成平均尺寸为1 nm的ZnPt合金，从而为不混溶亚纳米合金的设计提供通用途径。

CuPd亚纳米合金中完全暴露的Cu-Pd对显著增强了CO2电化学还原过程中表面*CO的吸附和覆盖，从而提高了乙烯酮中间体的稳定性，并促进了C2化合物的生产。

由此产生的CuPd亚纳米合金在CO2电还原到乙酸盐时具有46.5±2.1%的显著法拉第效率（FE），并在-0.7 V下实现了99±2.8 μmol cm–2的高乙酸盐生产率。

图文解读

图1：CuPd亚1 nm合金的合成过程

图2：不同催化剂电催化CO2还原反应的性能

图3：ZnPt亚-1 nm合金的表征

文献信息

Entropy-Derived Synthesis of the CuPd Sub-1nm Alloy for CO2-to-acetate Electroreduction,JournaloftheAmerican, 2024. https://doi.org/10.1021/jacs.4c07711.