在过去的几年中，多金属合金电催化剂已经取得了重大进展，然而，使用传统的湿化学方法合成这一系列纳米复合材料一直是一个长期存在的挑战。首先，由于两种或多种不同金属的热力学和动力学特性不同，要同时控制它们的成核和生长并不容易，这很容易导致产物的不均匀性。其次，在制备分散NPs时，引入有机保护剂是必要的，这会限制活性点的暴露，从而降低催化性能。此外，金属前体（尤其是贵金属）的低利用率、繁琐的负载过程和大规模生产的难度也极大地阻碍了多金属合金NPs的实际应用。从这个意义上说，开发一种高效、通用和低成本的方法来规模化合成具有定制成分的多金属合金NPs，对开发先进的电催化剂具有重要意义。近日，扬州大学的庞欢和皮业灿团队提出了一种高效、通用的2D MOF辅助热解-置换-合金化的合成方法制备高熵合金纳米颗粒库用于高效催化HOR。
图1. Co-M/PNC NSs的合成示意图。 图2. Co-M/PNC NSs的表征。 本文要点 要点1. 报道了一种高效、通用的2D MOF辅助PDA合成路线，成功制备了一系列高分散的二元、三元甚至高熵合金NPs，这些NPs装载在PNC NSs上。所得NPs具有均匀性和小尺寸，其组成可以方便地调整。 要点2. 这种合成方法显示出金属前体的利用效率约为90%，并且可以扩大生产，这使得它成为制备多金属合金催化剂的有前途的策略。 要点4. DFT计算结果表明，Pt的引入诱导了CoRu合金的相变，从六方最密堆积 (hcp) 到面心立方 (fcc) 结构，导致反应中间体的优化吸附，并最终促进碱性介质中优异HOR/HER活性。 这项工作为构建高性能多金属纳米材料提供了一种有吸引力的合成方法。 图3. Co0.2Ru0.7Pt0.1/PNC NSs和其他催化剂的HOR性能评估。 图4. 密度泛函理论(DFT)计算。 论文信息 2D MOF-assisted Pyrolysis-displacement-alloying Synthesis of High-entropy Alloy Nanoparticles Library for Efficient Electrocatalytic Hydrogen Oxidation Ziming Qiu, Yong Li, Yidan Gao, Zhenyang Meng, Dr. Yangyang Sun, Dr. Yang Bai, Prof Nian-Tzu Suen, Prof. Hsiao-Chien Chen, Dr. Yecan Pi, Prof. Huan Pang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202306881
要点3. 作为概念验证，合成的Co0.2Ru0.7Pt0.1/PNC NSs在0.1 M KOH中的HOR质量活性和比活性分别是商用Pt/C的11.5和7.9倍。此外，Co0.2Ru0.7Pt0.1/PNC NSs还表现出显著的HER活性，在1 M KOH中，电流密度达到10 mA cm-2时，过电位只有23 mV，超过了商业Pt/C和最近报道的大多数电催化剂。
