超快、限域槽内的超细铂纳米立方体合成方法，用于高效电催化氨氧化反应

《Matter》：Ultrafast, groove-confined synthesis of ultrafine Pt nanocubes for efficient electrocatalytic ammonia oxidation

超细铂纳米立方体通过快速热处理冷却法结合碳纳米管沟槽模板和微量氧气调控，实现{100}晶面主导生长，其负载SWCNT网络在氨氧化反应中表现出高比表活性、低起电位及优异稳定性。

　　

进展与潜力

本研究在合成具有{100}晶面的超细（约2.0纳米）铂纳米立方体（Pt NCs）方面取得了重要进展。创新的快速加热和冷却（FHC）方法有效解决了精确调控晶体尺寸和主要晶面的挑战，该方法利用单壁碳纳米管（SWCNTs）的沟槽作为模板，并引入氧气以促进{100}晶面的形成。通过实验和模拟证据的支持，这项工作为生长动力学和稳定机制提供了宝贵的见解。这些超细Pt NCs/SWCNTs在氨氧化反应中表现出优异的电催化性能，包括高质量活性、低起始电位和出色的耐久性。这些发现为开发高性能电化学催化剂以应用于能源领域（包括燃料电池和氢存储与运输）带来了巨大潜力。此外，FHC方法为制备具有定制结构和特性的纳米材料提供了一种多功能策略，可能激发低维功能材料合成领域的新创新。

亮点

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采用快速加热和冷却方法合成了超细（约2.0纳米）的铂纳米立方体

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碳纳米管的沟槽引导了铂纳米立方体的定向生长

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微量氧气有助于稳定{100}晶面

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铂纳米立方体/SWCNTs在氨氧化反应中表现出卓越的性能

总结

具有明确晶体结构的超细铂纳米晶体作为各种电化学反应的催化剂是非常理想的；然而，它们的制备仍然具有挑战性，尤其是在精确控制晶体尺寸和主要晶面方面。在这里，我们报道了一种快速加热和冷却（FHC）方法，用于制备负载在单壁碳纳米管（SWCNTs）上的超细（约2.0纳米）、以{100}晶面为主的铂纳米立方体（Pt NCs）。实验和计算研究表明，SWCNT束的沟槽作为模板，引导Pt NCs沿管轴方向生长，而少量氧气有助于{100}晶面的形成，FHC则稳定了纳米立方体的尺寸和形状。最终得到的单分散Pt NCs在SWCNT网络上表现出高质量活性、低起始电位、高电流密度和出色的耐久性。这项工作为合成具有优异电催化性能的超细铂纳米晶体提供了一种新的方法。

图形摘要