三元 Au(core)-PtIr(Shell) 电催化剂上乙醇的直接 12 电子氧化

理解金属和原子结构在激活电催化反应各个基元步骤中的作用，有助于合理设计二元或三元催化剂，从而通过有利途径提高生成目标产物的活性。在此，我们报道了一种新开发的用于碱性溶液中乙醇氧化反应（EOR）的三元 Au@PtIr 核壳催化剂，与 AuPtIr 合金催化剂相比，其活性提高了 6 个数量级。对 Au@PtIr 及其双金属子集（Au@Pt 和 PtIr 合金）的原位红外反射吸收光谱分析发现，单原子台阶以及 Au 在 PtIr 上诱导的拉伸应变通过乙醇解离吸附促进了 C–C 键裂解，并且 Ir 在低电位下促进了脱氢。正如仅在对乙醇解离吸附相当惰性的 PtIr 合金中观察到 CO 带所证明的那样，我们提出在 EOR 的最早阶段裂解 C–C 键可激活直接 12 电子完全氧化途径，因为富氢碎片可以在没有 CO 作为毒化中间体的情况下被完全氧化。Au 核与表面 Ir 互补效应产生的协同作用使 Au@PtIr 展现出优异的 EOR 性能，其特征在于 0.3 V 的低起始电位和 8.3 A mg–1all-metals 的峰值电流，其中 57% 的电流通过乙醇完全氧化产生。