南洋理工龙祎/曾少华MTE：Pt基燃料电池催化剂的非水相合成研究背景拟解决的关键问题研究思路剖析图文简介本文要点意义分析原文链接作者简介期刊介绍：南洋理工龙祎/曾少华MTE：

原标题：南洋理工龙祎/曾少华MTE：Pt基燃料电池催化剂的非水相合成

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▲第一作者：丁华霖
通讯作者：龙祎、曾少华
通讯单位：南洋理工大学
研究背景燃料电池技术不仅可以将化学能转化为电能，同时能有效缓解能源危机和降低环境污染，是一种高效清洁的绿色能源解决方案。贵金属铂（Pt）虽然是目前最常用的燃料电池催化剂，但其储量少且价格昂贵，仍需要进一步改进Pt基材料体系。其中一种被认为是突破商业应用限制的有效手段是将Pt与其他金属制备成合金，该策略既可以减少Pt的使用量，同时也可以增强催化活性和稳定性。另一方面，尺寸和形貌对催化活性和稳定性也有较大的影响。
因此，精确控制Pt合金的组分、尺寸和形貌是燃料电池催化剂设计的重要任务。在众多的合成方法中，非水溶剂液相法是一种有效的合成方式，它能较好地促进高熔点或高还原能垒的金属与Pt的合金化，同时实现各种Pt基纳米结构的组分、尺寸和形貌的大范围调控，使得低Pt含量、高催化活性和高稳定性的燃料电池催化剂的构筑成为可能。此外，对于Pt基燃料电池催化剂的研究，大多数集中在结构与催化性能的关联，以及增强催化性能的策略，而对合成策略与结构的关联却少有探究。通过分析合成策略-结构的关联，将使人们对如何调控Pt基纳米结构以制备高性能的燃料电池催化剂有更深入的理解。
拟解决的关键问题本文通过总结非水溶剂液相法合成Pt基纳米结构的相关工作，分析合成策略、实验条件对Pt基催化剂的组分、尺寸和形貌的影响，揭示精确控制Pt基纳米结构的关键合成因素。
研究思路剖析本文总结了非水溶剂液相法合成Pt基纳米结构的重点研究成果，具体分为以下四个部分进行阐述：一步油浴法、油浴法结合其他合成策略、一步溶剂热法、溶剂热法结合其他合成策略，归纳和分析溶剂、前驱体、还原剂、添加物、压力、还原气、温度和时间等实验条件对合成结构的影响，并在每一部分以表格的形式对重要合成结果的实验条件、材料基本特征与应用领域进行详细的总结。
图文简介鉴于此，南洋理工大学龙祎、曾少华等人从非水相合成方式出发，对Pt基燃料电池催化剂的组分、尺寸和形貌的控制进行了系统的总结。该工作分成油浴法和溶剂热法两部分进行阐述，同时细分成一步和多步的合成策略分别剖析。最后，作者还对Pt基燃料电池催化剂合成所面临的机遇与挑战进行了展望。该综述工作以《Non-aqueoussolutionsynthesisofPt-basednanostructuresforfuelcellcatalysts》为题在《MaterialsTodayEnergy》进行发表，杭州电子科技大学的访问学者丁华霖为论文的第一作者，南洋理工大学的龙祎、曾少华为通讯作者。

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▲图文摘要
本文要点要点1.一步油浴法
作者总结了通过一步油浴法制备各种Pt基纳米结构的最新进展，并重点介绍了溶剂（二甲基甲酰胺、油胺等）、表面活性剂、还原剂、添加剂、温度和时间对于合成结构的影响，同时以表格的形式进行汇总。此外，二维以及复杂Pt基纳米结构预期有优异的催化性能，但合成难度较大，生长机理也较复杂，作者单独介绍了二维以及复杂Pt基纳米结构合成的重要研究进展。

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▲图1.一步油浴法合成nanopaltes的生长过程

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▲图2.一步油浴法合成复杂结构的生长过程
要点2.油浴法结合其他合成策略
一些复杂结构难以通过一步油浴法直接合成，需要油浴法结合其他合成策略才能实现。作者将其归纳为“一锅两步油浴法、预制备+油浴法、油浴法+后处理”三方面进行阐述。

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▲图3.油浴法结合刻蚀策略制备复杂结构
要点3.一步溶剂热法
作者总结了通过一步溶剂热法制备各种Pt基纳米结构的研究进展。除了概述油浴法涉及实验条件对于结构所起作用，还详细讨论了引入压力、还原气（H2、CO等）之后对于结构的影响。这些合成策略对复杂Pt基纳米结构的设计，以及高熔点/高还原势垒元素与Pt合金都有借鉴意义。