化学功能化的贵金属纳米晶体在电催化中的应用

电催化是一个界面主导的过程，其中催化剂的活性与活性位点上反应物/中间体/产物的吸附/解吸行为高度相关。从催化剂设计的角度来看，贵金属表面的化学官能化必然会影响反应过程，被认为是调节贵金属纳米晶电催化性能的有效策略之一。

近日，由中国陕西师范大学陈宇教授领导的研究团队发表了一篇贵金属电催化领域的论文。论文综述了多胺(PAM)功能化贵金属纳米电催化剂的合成方法及其在电催化反应中的应用，介绍了化学功能化贵金属电催化剂的研究进展、现状、挑战和未来展望，发表在《中国催化学报》上。

首先讨论了PAM分子功能化贵金属纳米晶的形成机理。作者解释说，PAM具有大量的氨基(−NH2)和/或亚氨基(−NH−)，其中氮原子上的孤对电子具有很强的配位能力。在水热反应中，PAM能很好地与Pt相互作用第二， Rh第三， 钯第二和银我形成配合物，将贵金属纳米晶体的生长过程从热力学控制转变为动力学控制。

在动力学控制下，贵金属纳米晶体的最终形状不再倾向于形成表面自由能最小的纳米球，并且会根据反应条件获得各种各向异性纳米结构，例如纳米立方体，纳米线，纳米片和纳米网络。

PAM功能化电催化剂应用于氢沉淀反应(HER)和氧还原反应(ORR)等重要电化学反应中，通常具有增强的电活性。通常，大量的−NH2和 PAM 中的 −NH− 将被质子化形成 −NH3+和 −NH2+在酸性或中性介质中，这将直接导致PAM官能化的贵金属纳米晶体表面质子浓度的增加。

对于质子耦合电催化反应， 如HER和ORR， PAM官能化的贵金属纳米晶由于界面质子富集， 表现出较低的反应过电位和较高的催化效率.此外，还强调了PAM官能化(如电子效应、空间位阻效应、群效应)对催化剂活性和选择性的影响。

最后，简要总结了这一有前景的新兴研究领域的不足、挑战和展望。这项工作旨在激发对表面/界面功能化和催化的更深入关注，增加对表面/界面功能化研究的投资，并改变我们未来与电催化相关的可再生能源生产和环境技术。

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