我校王莹莹老师与济宁学院郑逸群教授、苏州大学马艳云教授合作,在贵金属合金催化剂催化甲酸氧化领域取得进展,相关研究成果发表在国际期刊《Molecules》上,论文题为“Boosting Electrocatalytic Oxidation of Formic Acid on Ir-Doped PdAg Alloy Nanodendrites with Sub-5 nm Branches”。我校为该论文的共同通讯单位,王莹莹老师为该论文的共同通讯作者。
甲酸氧化反应(FAOR)代表了一类重要的有机小分子氧化反应,对燃料电池的实际应用至关重要。在本研究报告了一种逐步合成的方法,通过共还原Pd和Ag前体后加入IrCl3进行原位银电化替代反应,制备出亚纳米分支的Ir(IV)-掺杂PdAg合金纳米树。在酸性介质中作为甲酸氧化反应的电催化剂时,Ir(IV)掺杂明显提高了PdAg合金纳米树的活性。特别是碳载体的PdAgIr纳米树枝展现出优越的催化活性,达到了1.09 A mgPd-1,几乎是PdAg和Pd的2.0倍和2.7倍,并且远优于商业的Pt/C。王莹莹老师通过密度泛函模拟验证,这种改进的电催化性能源于甲酸氧化反应中甲酸氧化为CO2的能垒降低,掺杂金属调控了电子d带及稳定了Pd原子。本研究为商业化Pd基三元纳米晶的形貌和成分提供了新途径,并为燃料电池电催化剂的设计提供了新思路。
该研究得到国家自然科学基金(21701100)和山东省自然科学基金(ZR2020MB048、ZR2022MB120)的共同支持。