专栏名称: 能源学人

能源学人致力于打造最具影响力的知识媒体平台！ “能”（Energy）涉及化学、生物、信息等与能相关的前沿科技领域； “源”（Nature）即通过现象探究事物本质，科学化深层次解析问题。

白树行教授团队Nano Energy：六方密堆积铂锡助力水相重整高效产氢

能源学人 · 公众号 · · 2025-06-01 08:00

正文

请到「今天看啥」查看全文

₃ N ₄ 的表面铂原子电子云密度和 d 带中心几乎完全相同，这表明电子效应对性能的影响微乎其微。机理研究表明，PtSn/C ₃ N ₄ 优异的APR活性归因于几何效应，与Pt ₃ Sn相比，较短的Pt-Sn键长和较低的Pt-Pt配位数抑制了*CO和H ₂ O*之间H键的形成（ *CO ··· H−OH* ），削弱了*CO和H ₂ O*的共吸附作用，降低了进一步形成HCOO*的能量需求（0.60对0.92 eV），而这正是CH ₃ OH APR的限制步骤。

【研究内容】

通过原位沉积还原法（无表面活性剂）制备了 hcp 相PtSn/C ₃ N ₄ 和 fcc 相Pt ₃ Sn/C ₃ N ₄ 。TEM显示负载于C ₃ N ₄ 的PtSn纳米颗粒尺寸为3.6±0.9 nm，且C ₃ N ₄ 有效抑制了颗粒团聚。XRD证实hcp-PtSn（PDF 25-0614）与fcc-Pt ₃ Sn（PDF 35-1360）的晶体结构。XPS和价带光谱表明，两种催化剂表面Pt原子的电子云密度及d带中心（-4.49 eV）几乎一致，说明电子效应对性能影响可忽略。通过Sn替换为Pb的对比实验（PtPb/C ₃ N ₄ 与Pt ₃ Pb/C ₃ N ₄ ），进一步验证了 hcp 与 fcc 相表面电子性质的普适相似性。

图1 合成图和结构特征及表面分析。

EXAFS拟合表明，hcp-PtSn中Pt原子主要与Sn配位（Pt–Sn配位数4.7，键长2.71 Å），而fcc-Pt ₃ Sn中Pt原子更多与相邻Pt原子配位（Pt–Pt配位数7.8，键长2.80 Å）。HRTEM显示 hcp -PtSn的晶面间距为0.205 nm（对应（110）晶面），而 fcc -Pt ₃ Sn为0.231 nm（对应（111）晶面）。HAADF-STEM和EDX映射证实Pt与Sn在纳米颗粒中均匀分布。Sn的XANES和EXAFS表明Sn以金属态（Sn ⁰ ）存在，与Pt形成强相互作用。