高指數高催化活性的貴金屬凹面納米鈀研究獲進展

　　特定形貌貴金屬納米鈀在催化、腫瘤光熱治療等領域有重要的應用前景。其形貌及尺寸的可控合成一直備受關注，貴金屬納米鈀的形貌調控 有幾個瓶頸：首先，分步生長工藝復雜難以調控；反應機制不清晰，難于實現放大批量制備。中國科學院深圳先進技術研究院蔡林濤課題組成員謝曉濱、高冠慧等針 對以上難點，成功地發展了一種溫和條件下一步法合成具有高指數面的凹面立方體納米鈀（PdCNs）顆粒，較同等商用鈀碳材料及低指數面立方體納米鈀，展現 出較好的催化活性與穩定性。近日，最新發布的2月份《自然》(Nature)系刊《科學報告》（Scientific Reports）發表了該項研究的相關成果，題目為《大規模合成高指數面凹面立方體納米鈀及其高效催化性能》（Large-Scale Synthesis of Palladium Concave Nanocubes with High-Index Facets for Sustainable Enhanced Catalytic Performance）。

　　金屬納米材料的性能與其結構特征(尺寸、形貌和組成)密切相關。對金屬納米材料結 構進行有效調控，以期改善其性能并拓展在相關領域的應用是該研究關注的重點。高指數晶面含有高密度的臺階原子及扭結為原子，這些原子的配位數較少，化學活 性高，很容易與反應物分子相互作用，破壞化學鍵，成為催化活性中心。該研究不僅簡化高指數面立方凹面體納米鈀制備路徑，同時相較傳統立方體納米鈀與商用鈀 碳材料，該立方凹面體納米鈀表現出更加優越的高催化活性和長循環穩定性。該研究以貴金屬納米晶的結構設計與制備工藝升級為基點，有望開發不同貴金屬合金異 質結構及高指數活性晶面的合成路線，以拓展其在催化、等離子表面共振效應、增強拉曼散射光譜及腫瘤光熱治療方面的深入應 用。

　　項目研究和成果均由深圳先進院獨立完成。該課題獲得國家自然科學基金、廣東省低成本健康創新團隊、深圳市 科創委、深圳先進院優秀青年創新基金等項目資助。

　　凹面立方體納米鈀(PdCNs)的形貌及鏡面結構表征：(A) PdCNs 掃描電子顯微鏡圖像；(B) PdCNs透射電子顯微鏡圖像；(C)高指數結構(730) 晶面的三維模型圖；(D1, D3) 單個PdCN顆粒的高分辨透射電子顯微鏡圖像；(D2) PdCNs三維模型圖；(D4) PdCNs的選取電子衍射(SAED)圖像。