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高熵合金納米粒子(HEA NPs)以其單金屬催化劑所不具備的優異性能應運而生。儘管近年來人們已經開發了多種HEA納米粒子的合成技術,但由於大多數已報道的合成方法都需要高溫來加速粒子的生長,因此合成超細顆粒和窄尺寸分布的HEA納米粒子仍然具有挑戰性。

近日,京都大學Kohei Kusada,Hiroshi Kitagawa採用連續流反應器和液相還原法,成功製備出超細均一的HEA NPs。


成功地合成了超小的IrPdPtRhRu HEA NPs(1.32±0.41 nm),理論上每個納米粒子大約由50個原子組成。是迄今為止所報道的尺寸最小的HEA NPs。同時,五種元素在每個粒子的原子水平上都是均勻混合。


實驗結果顯示,在酸性溶液中,電流密度為10 mAcm−2下的HEA NPs具有極高的析氫反應(HER)活性,僅有6 mV的過電位,為商用Pt/C催化劑的三分之一。


雖然HEA NPs的大規模生產仍然比較困難,但這種流動合成可以提供高生產率和高重複性,更節能,更適合大規模生產。

因此,本研究報道了具有顯著高HER活性的1 nm尺寸的HEA NPs,為製備超細且均一的HEA NPs奠定了基礎。

Hiroki Minamihara, et al, Continuous-Flow Reactor Synthesis for Homogeneous 1 nm-Sized Extremely Small High-Entropy Alloy Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c02755
https://doi.org/10.1021/jacs.2c02755

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