城大JACS：孪生Pt/Ir纳米网图灵型高效水分解催化剂
重塑铂-铱纳米网：图灵型结构的催化新星</
在化学世界中，孪晶界以其独特的原子排列展现出前所未有的反应活力。然而，铂和铱纳米催化剂的孪生挑战，源自它们的层错能远高于易于形成孪晶的金和银。然而，我们的一项突破性研究揭示了通过精心设计的图灵结构，成功提升了铂和铱纳米催化剂的性能。通过选择性蚀刻超薄金属薄膜，我们实现了前所未有的14.3倍和18.9倍的双边界密度，与银纳米催化剂的高双晶性媲美。图灵结构的独特之处在于，其丰富的低配位原子促进了纳米孪晶的形成，显著增加了活性表面积。
理论与实践的交融</
理论计算揭示，图灵结构上的特定原子排列调整了电子结构，降低了水解离的能垒。具体来说，优化后的图灵型铂纳米催化剂在10.0 mA·cm-2下的过电位仅为25.6 mV，其质量活性竟提升了惊人的14.8倍。在实际应用中，集成在水电解槽中的双功能图灵型铱催化剂，其质量活性更是工业级Ir催化剂的23.0倍，展现出高效能的催化剂典范。
微观世界的微观观察</
透射电子显微镜下的图像揭示了这些奇迹。铂图灵纳米粒子如诗如画，而Ir图灵纳米网络则展现了前所未有的精细结构。通过HRTEM，我们能够清晰地看到高密度孪晶界的细节，其中绿色和红色的标记揭示了原子对称排列与层错的微妙区别。
从XANES光谱和EXAFS光谱中，我们进一步揭示了催化剂性能背后的电子行为。铂图灵纳米网的独特特征，如极化曲线和双边界密度，证明了其在水分解反应中的卓越表现。
绿色能源的催化剂新星</
铂图灵纳米网络在电解水过程中展现出了卓越的性能，HER的过电位低至21.0 mV，而AEM水电解槽的质量活性提升近23.0倍。对于Ir，图灵结构的双动力性能同样卓越，为催化剂的可持续发展打开了新的可能。这项工作不仅提升了铂和铱催化剂的性能，也为孪晶工程在纳米催化剂设计中的应用提供了一个创新的路径。
总的来说，我们的研究不仅揭示了孪晶界在铂-铱纳米网中的关键作用，还展示了通过图灵结构优化催化剂的潜力。这一成果对于推动清洁能源领域，特别是水解反应的高效催化，具有深远的影响。
城大JACS:孪生Pt\/Ir纳米网图灵型高效水分解催化剂
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