西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院高傳博教授課題組利用表面硫修飾的鉑—非貴金屬合金納米線作為催化劑，在堿性條件下實(shí)現(xiàn)了高效的電解水析氫性能。這一成果發(fā)表在最新出版的國際化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》上，該催化劑是通過簡(jiǎn)單的水熱方法合成的，具有較低的制備成本。

　　堿性條件下的析氫反應(yīng)是電解水制氫和氯堿工業(yè)的主要反應(yīng)之一。這一反應(yīng)通常需要在較高的過電勢(shì)下才能進(jìn)行，因此導(dǎo)致嚴(yán)重的電能損耗。制備高效催化劑以降低這一反應(yīng)所需的過電勢(shì)有望顯著降低這些應(yīng)用中的電能損耗。

　　針對(duì)這一問題，研究人員將傳統(tǒng)化學(xué)鍍基本原理借鑒到納米材料的制備中，在水相體系中合成出一系列形貌、組成和尺寸可控的、表面硫修飾的鉑—非貴金屬合金納米線作為該反應(yīng)的催化劑。他們通過亞硫酸鹽的引入有效克服了金屬鹽還原電位之間的巨大差異，實(shí)現(xiàn)了鉑鹽與非貴金屬鹽的共還原，成功制備了一系列超細(xì)鉑—非貴金屬合金納米線（直徑約2.6nm）。亞硫酸鹽的引入還導(dǎo)致了納米線表面的硫修飾，在超細(xì)納米線的表面構(gòu)筑了大量原子級(jí)別的鉑/非貴金屬—硫界面，從而在堿性條件下具有優(yōu)異的析氫活性。結(jié)果顯示，含3μg鉑的納米線在70mV的過電勢(shì)下可得到的活性為商業(yè)鉑碳催化劑的5.1倍，也優(yōu)于先前報(bào)道的催化劑。該類材料有望在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的性能及更低的電能損耗。