合金化通过调节含氧中间体的热力学，显著提升了钯（Pd）基催化剂的氧还原反应（ORR）性能。 然而，Pd基合金对O2分子的活化能力不理想，限制了ORR动力学的进一步改善。

基于此，2024年10月23日，北京大学郭少军教授、哈尔滨工业大学于永生教授在国际期刊Advanced Materials发表题为《Spin-Polarized PdCu-Fe3O4 In-Plane Heterostructures with Tandem Catalytic Mechanism for Oxygen Reduction Catalysis》的研究论文。 在这里，研究人员报道了精确合成纳米片组装的自旋极化PdCu-Fe3O4面内异质结构，以大幅活化O2分子并提高ORR动力学。

研究表明，设计的面内异质结构不仅调节了Pd位点的d带中心，减弱了含氧中间体的吸附，还赋予了亲电Fe位点强大的活化O2分子的能力，这使得PdCu-Fe3O4面内异质结构在目前的Pd基催化剂中具有最高的ORR比活性。 原位电化学光谱和理论研究揭示了PdCu-Fe3O4-Fe位点上的串联催化机制，这些位点首先活化分子O2，并生成含氧中间体转移到Pd位点，以完成后续的质子耦合电子转移步骤。

图文解读

文献信息

Spin-Polarized PdCu-Fe3O4 In-Plane Heterostructures with Tandem Catalytic Mechanism for Oxygen Reduction Catalysis, Advanced Materials, 2024. https://doi.org/10.1002/adma.202412004.