寻找氢析出反应中催化剂的平衡

据国外媒体报道：筑波大学的研究人员优化了催化剂活性与其在酸性溶液中稳定性之间的平衡。

由筑波大学领导的合作团队最近优化了一种方法，提高了氢析反应中使用催化剂的稳定性，而不会显着的降低活性。该团队发现，在优化石墨烯层数后，涂覆催化剂纳米粒子可以在提高纳米粒子耐久性的同时使纳米粒子保持其催化活性。ACS Energy Letters报道了这项研究（石墨烯：由一层碳原子组成的具有高导电性和机械强度的蜂窝状晶格）。

第一作者Kailong Hu表示，团队优化了涂覆纳米粒子的石墨烯层数与其催化活性之间的平衡。要做到这一点，必须精确控制涂覆纳米粒子的石墨烯层的数量，这通过仔细调节石墨烯在纳米粒子上的沉积时间来实现。实验中制备了一系列涂有不同数量石墨烯层的纳米粒子样品，并对其进行了表征，确定了它们在析氢反应中的催化活性。涂覆有最佳数量的石墨烯层的催化剂纳米颗粒（仅为三至五层）在析氢反应中显示出与贵重的铂基催化剂相似的活性。重要的是，这些纳米颗粒也表现出高稳定性。石墨烯涂层防止了金属纳米颗粒在酸性反应溶液中的溶解。

研究人员还进行了理论计算以支持其实验结果。结果证实了石墨烯层数、化学稳定性和纳米粒子的催化活性之间的关系。实验数据表明，涂有少于三个石墨烯层的纳米颗粒显示出比涂有三到五层的纳米颗粒更高的催化活性，而这是以降低耐久性为代价的。前者表现出比后者更差的化学稳定性。

该研究报道在ACS Energy Letters发表（石墨烯封装非贵金属纳米粒子实现酸性稳定的吸氢催化剂）。