貴金屬硫族化合物具有豐富的晶體構(gòu)型，兼具成本優(yōu)勢(shì)，在電催化領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價(jià)值。中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所研究員楊軍、劉卉和徐文青，開發(fā)出耦合球磨固相混合和快速焦耳熱法，用以實(shí)現(xiàn)貴金屬硫族化合物納米材料的普適性制備。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）上。貴金屬硫族化合物是由貴金屬（Pd、 Pt、 Ir、 Ru）和硫族元素（S、Se、Te）組成的一類化合物。在鈀（Pd）金屬中引入元素，構(gòu)建Pd基硫族化合物，可減弱氧還原（ORR）和乙醇氧化（EOR）等典型電化學(xué)反應(yīng)中關(guān)鍵中間產(chǎn)物在Pd位點(diǎn)的吸附，利于提高其電催化性能。濕化學(xué)、機(jī)械剝離、化學(xué)氣相沉積、電沉積等常規(guī)貴金屬硫族化合物制備方法具有局限性或較為復(fù)雜。因此，亟需開發(fā)簡(jiǎn)單而高效制備具有清潔表面及可控晶體結(jié)構(gòu)的貴金屬硫族化合物納米顆粒的方法。該研究通過(guò)球磨，實(shí)現(xiàn)Pd和硒（Se）前驅(qū)體以及碳載體固相均勻混合，進(jìn)而利用通電導(dǎo)體產(chǎn)生的焦耳熱將反應(yīng)體系快速升溫和降溫，避免顆粒因長(zhǎng)時(shí)間加熱出現(xiàn)的團(tuán)聚現(xiàn)象，得到負(fù)載于碳載體表面的尺寸微細(xì)且分布均勻的Pd-Se納米顆粒。研究顯示，通過(guò)改變Pd與Se前驅(qū)體比例，可得到立方晶相Pd17Se15納米顆粒和正交晶相PdSe2納米顆粒。實(shí)驗(yàn)表明，這一方法適用于其他貴金屬硫族化合物的合成，具有普適性。Se元素的引入利于減弱電化學(xué)反應(yīng)關(guān)鍵中間產(chǎn)物在Pd表面的吸附，因此Pd-Se納米顆粒對(duì)于ORR和EOR表現(xiàn)出優(yōu)異且具有晶相依賴的電催化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，立方晶相Pd17Se15納米顆粒具有更好的ORR催化性能，其半波電位為0.89?V，面積活性和質(zhì)量活性分別為0.546 mA cm-2和0.206 A mgPd-1，而正交晶相PdSe2納米顆粒在EOR中表現(xiàn)出更優(yōu)異的電催化性能，質(zhì)量活性為3.79 A mgPd?1。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。?論文鏈接耦合固相球磨與快速焦耳熱制備貴金屬硫族化合物納米材料示意圖