通讯邮箱：英国圣安德鲁斯大学论文速览-低成本且稳定的多相催化新方法

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论文概述

在精心设计的纳米粒子结构中结合贵金属和地球上丰富的双金属催化剂可以实现经济高效且稳定的非均相催化。

本文提出了一种在高温还原条件下通过脱溶剂和表面反应协同生长镍（Ni）和铂（Pt）纳米粒子的新方法，通过在钙钛矿纳米纤维上设计细分散的镍修饰Pt纳米粒子（1-6nm），实现低成本、稳定的异相催化。

研究发现，金属与载体的相互作用促进了镍离子的成核，随后镍物质与铂发生反应，形成合金纳米颗粒。这些过程共同产生的纳米颗粒比单独进行任一过程产生的纳米颗粒更小。

在钙钛矿表面生成的可调且均匀的 Pt-Ni 纳米粒子在活性和稳定性方面优于 1 wt.% Pt/γ-Al2O3 催化剂的 CO 氧化性能。这种方法有望原位制备具有工程化成分分布和特性的负载型双金属纳米粒子。

图文导览

图1：催化剂设计制备过程示意图，以及不同处理条件下钙钛矿纳米纤维的扫描电子显微镜（SEM）图像。通过热重分析（TGA）和程序升温还原（TPR）分析了样品的失重和还原特性。

图 2：透射电子显微镜（STEM）图像和能量色散 X 射线光谱（EDX）元素图像显示了在不同温度下还原的 LCNT-Pt 纳米纤维上纳米粒子的尺寸和分布的变化。

图3：高分辨率STEM（HR-STEM）分析揭示了纳米粒子的成分和结构特征，包括不同降温条件下纳米粒子的HR-STEM图像和HR-STEM HAADF图像，以及傅里叶变换（FFT）图像和应变分布。

图4：X射线吸收光谱（XAS）和X射线光电子能谱（XPS）测量显示氧化态和局部配位结构的演变。

图5：钙钛矿纤维催化剂在不同条件下对CO氧化反应的催化性能，包括不同温度下还原的LCNT-Pt纤维与LCNT和Pt/γ-Al2O3催化剂的比较，以及长期测试的催化时间。

总结与展望

本文报道了通过活性金属-载体相互作用在钙钛矿上原位动态形成高度分散的小尺寸 Ni-Pt 双金属纳米粒子。通过控制 A 位缺陷钙钛矿系统中阳离子的脱溶并使用表面添加剂金属作为促进剂，可以有效调节双金属纳米粒子的组成和结构。所得 Pt-Ni 纳米粒子通过活性和稳定的纳米粒子结构和良好的金属-载体相互作用在纤维上表现出优异的催化效率，并在各种 CO 氧化测试中表现良好。这为包括催化反应系统在内的各种重要应用的纳米粒子设计提供了新范例。

文献信息

标题：of and via and

期刊：DOI：10.1038/-024-48455-2