金属纳米材料的表面控制是提高其催化性能的一个重要策略。特定面的原子排列可以显著影响中间体在表面的吸附/解吸过程，导致具有不同暴露面的金属纳米材料具有不同的催化活性。然而，到目前为止，面控制的金属纳米材料的合成主要限于那些具有热力学稳定相的材料，精确控制具有非常规晶相的金属纳米材料的表面仍然是一个挑战。研究认为，面控制技术和纳米材料相工程(PEN)技术结合起来构建具有所需面的非常规相金属纳米材料，特别是金属合金，可能是设计新型高性能催化剂的一种有前途的策略。
近日，香港城市大学张华、香港理工大学黄勃龙、朱叶和北京科技大学葛一瑶等通过调整2H-Pd种子的外延生长方向，利用一种新的选择性外延合成方法合成了具有非常规2H相的NiRh合金。相对于通过侧向外延(即NiRh在2H-Pd上主要垂直于[002]方向生长)得到的2H-Pd@2H-NiRh NPLs，NiRh主要平行于[002]方向垂直生长得到的2H-Pd@2H-NiRh NRs暴露了更多的(100)和(101)面。更重要的是，在碱性介质中，合成的2H-Pd@2H-NiRh NPLs和2H-Pd@2H-NiRh NRs的HOR性能均优于fcc-NiRh，揭示了非常规晶相对催化HOR过程的有利贡献。此外，与2H-Pd@2H-NiRh NPLs相比，2H-Pd@2H-NiRh NRs表现出更高的质量活性、比活性和交换电流密度，证明了2H-NiRh的面控制在提高HOR性能中的关键作用。实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明，2H-Pd@2H-NiRh NRs的这种优异的HOR活性可归因于在2H-NiRh的(100)和(101)面上更快的电子转移、优化的HBE/OHBE和较低的RDS能垒。总的来说，这项工作为合理设计和制备具有不同晶面的非传统相金属纳米结构以研究其晶面相关的物理化学性质和应用铺平了道路，这有利于开发性能更高的新型纳米材料。Facet-controlled synthesis of unconventional-phase metal alloys for highly efficient hydrogen oxidation. Journal of the American Chemical Society, 2024. DOI: 10.1021/jacs.4c08905
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