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Total Galvanic Replacement Strategy for Synthesizing Hollow Multimetallic Nanocrystals Toward Enhanced Catalysis, Advanced Functional Materials,36,e19243(2026)
用於合成中空多金屬奈米晶體以提升催化性能的全置換電化學置換策略
Xin-Xuan Lin, Jui-Tai Lin, Ching-Yuan Tseng, Shang-Cheng Lin, Zong-Ying He, Yi Chen, Cheng-Kuang Lin, Kuan-Fang Lee, Chueh-Cheng Yang, Chia-Hsin Wang, Kun-Han Lin, and Tung-Han Yang*
2026/05/13
多金屬奈米晶體中的協同效應使其成為極具吸引力的催化劑，但要建構具有可控特徵的中空結構仍面臨重大挑戰。在此，本研究利用銀奈米立方體與三種金屬前驅物（Pd²⁺、Pt²⁺ 和 Au³⁺）之間的電化學置換反應，證明可透過四種不同的前驅物添加策略，調控所得 AgPdPtAu 中空奈米晶體的原子混合程度與原子排列方式。本研究揭露，提高混合熵會促使材料由相分離區域轉變為均勻固溶體。此外，沉積金屬與模板金屬之間的優先鍵結會促進形成由 {100} 晶面包覆、且具有方形原子排列的奈米立方體。當這些具有晶面控制的 AgPdPtAu 中空奈米晶體分散於半導體載體上時，展現出增強的光催化產氫性能。

更重要的是，本研究在王嘉興博士與楊爵承博士的指導下，結合操作條件下同步輻射 X 光光電子能譜 (TLS-24A1) 與密度泛函理論計算，透過系統性解析結合能的位移，揭示含 Pt 橋位為主要氫吸附中心，並具有較高的局部電子密度與較強的氫鍵結能力。此外，由混合親和力金屬對形成的橋位，如 AuPt 與 AgPd，結合強氫吸附元素（Pt 或 Pd）與弱氫吸附元素（Au 或 Ag），展現接近最佳的氫吸附能力，並作為析氫反應的關鍵活性位點。本研究建立了一種通用策略，可用於設計具有可調結構的多金屬中空奈米晶體，並應用於催化領域。