调整二元合金纳米粒子的化学成分,以防止它们溶解

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面化学 表面化学

背景情况:

• 在腐蚀性环境中纳米粒子溶解是电化学应用中的一个重大挑战.
• 低协调的原子被假定是初始溶解的主要地点.

研究的目的:

• 使用抗腐蚀元素开发一种用于合金化和保护纳米颗粒防腐蚀的模型.
• 调查纳米粒子大小,形状,组成和晶体学方向在溶解中的作用.

主要方法:

• 一个理论模型,考虑原子的协调数 ≤6 溶解.
• 在AU$_{0.20}$Pd$_{0.80}$二元合金上进行密度函数理论 (DFT) 模拟.
• 对Pd,Au$_{0.20}$Pd_{0.80}$和Au$_{0.40}$Pd_{0.60}$纳米粒子进行实验电化学溶解.

主要成果:

• 纳米粒子的大小和化学成分极大地影响溶解.
• DFT模拟确定了Au$_{0.20}$Pd_{0.80}$合金中低协调的Pd原子的特定溶解潜力.
• 实验结果证实,Au$_{0.20}$Pd$_{0.80}$纳米粒子提供了活性表面积和防腐蚀保护的平衡.

结论:

• 提出了一个基于原子协调的预测纳米粒子溶解的模型.
• 与耐腐蚀元素 (如黄金) 合金可以有效地保护纳米粒子.
• Au$_{0.20}$Pd$_{0.80}$纳米颗粒代表了电化学应用中最优的组成,这些应用需要活性和稳定性.