【优博微展2018】冯泉辰：金属间化合物纳米晶的合成及其催化性能研究

冯泉辰：2018年清华大学优秀博士学位论文二等奖获得者

金属间化合物纳米晶的合成及其催化性能研究

Synthesis and Catalytic Properties of Intermetallic Nanocrystals

作       者：冯泉辰          

指导教师：李亚栋

培养院系：化学系             

学       科：化学

读博感言：别裁伪体亲风雅，转益多师是汝师

研究背景/选题意义/研究价值

金属间化合物（IMC）作为一类特殊的金属材料具有许多独特的物理化学性质。IMC的结构、性质和应用研究一直受到人们的重视，但IMC的制备较合金更为困难，如何探索新的合成反应制备特定结构与性能的金属间化合物纳米晶（IMNC）是纳米合成化学中的挑战性难题。本论文对于发展IMNC合成方法学、认识IMNC独特结构和优异性能及推动新型IMNC催化剂的工业化应用具有重要意义。

主要研究内容

1. 合成了简单立方相的PdIn和面心四方相的Pd3In。以乙炔选择性加氢反应为模型反应，以如何提高其乙烯选择性为出发点，研究了两者对这一反应在乙烯选择性上的差异，揭示了不同的Pd位点聚集形态对反应选择性的影响。

2. 报道了一种生长在Pt3Ga IMNCs的表面上，具有拉伸应力的2–3个原子层厚的金属铂（2–3 atomic-layer Pt, AL-Pt）纳米催化剂。运用密度泛函理论（DFT）揭示了拉伸应力效应对MOR反应活性的促进作用。

3. 合成了一系列不同组成的单分散NixGay和NixSny IMNCs。并测试了NixGay和NixSny IMNCs催化剂在气相和液相炔烃选择性加氢反应中的催化性能。通过DFT计算研究了乙炔在Ni3Ga（111）表面的加氢反应机理。

主要创新点

1. 为我们认识活性位点的结构与催化性能的关系以及合理设计催化剂提供了新的思路。

2. 证实了拉伸应力效应同样能够被用来提升Pt基催化剂的电催化性能。

3. 为非贵金属基催化剂的合成以及合理设计优异性能的催化剂提供了新思路。

代表性学术发表

1. J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, (8): 2773-2776.

2. J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, (21): 7294-7301.

3. Adv. Mater., 2016, 28, (23): 4747-4754.

4. Sci. China Mater., 2015, 58, (12): 936-943.

作者：冯泉辰  

供图：冯泉辰  

编辑：清华大学研究生院 周明坤  吴佳瑛  李文

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