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1、高析氢活性的单层氢氧化镍上高析氢活性的单层氢氧化镍上 生长的超薄铂纳米线生长的超薄铂纳米线 闫菁云 在碱性环境中的析氢反应的有效催化剂的设计合成是降 低碱性电解水的能量损失的关键。我们在这里报告一个 混合纳米材料包括二维单层镍氢氧化物一维超薄铂纳米 线生长。明智的表面化学产生的完全剥离的氢氧化镍单 层探索是可控生长超薄铂纳米线的直径约1.8 nm的关键 。令人印象深刻的是，这种混合纳米材料在碱性溶液中 的析氢反应具有优异的电催化活性，优于目前报道的催 化剂，并明显提高催化剂的稳定性。我们认为，这项工 作可能会导致单层状金属氢氧化物为基础的混合材料的 应用在催化和能量转换的发展 优秀的储能密度和
2、完善环境友好使氢的一种理想的能源载体或清洁fuel1,2。 在不同的策略来产生氢气，电解碱性水受到了特殊的关注由于其独特的优点 包括无限的反应物的可用性，良好的生产安全，稳定的输出和高产品purity3 7。然而，析氢反应的速率缓慢（她）中的一个基本的环境导致高过电位和 相关的能源消耗大，大大阻碍了碱性electrolysis8实际应用。作为一个典型 的例子，尽管铂（Pt）一般认为是一个对她最好的催化剂，其催化活性是约 两个数量级较低的碱性环境，酸性electrolyte818相比。一个合理的方法来 提高她的PT基本媒体活动是一个组合的铂金属氢氧化物，即电化学沉积超薄 Ni（OH）在铂电极上的
3、surfaces8,1923 2纳米团簇。在这种混合材料的Ni （OH）2团簇的边缘推动氢中间体和生产水解离，从而吸附在Pt表面附近和 重组分子hydrogen8。这些开创性的作品持有的承诺，她缓慢的动力学可能 被规避如果混合材料的合理加工可以完成和贵金属和金属氢氧化物之间的协 同作用是利用。然而，不同于贵金属纳米粒子成功沉积许多报道（NPS）二 维石墨烯氧化物（GO）sheets2427，对层状金属氢氧化物表贵金属纳米粒 子的可控生长很少实现。难度在于，相对于走表，更少的表面官能团（如羧 基、羰基）导致贵金属离子的还原吸附在金属氢氧化物片，使其不利于对层 状金属氢氧化物表面异质形核和贵金属纳
4、米粒子的生长 在这项工作中，我们报告的设计策略，在我们成长的一维 （1D）超薄铂纳米线（NWS）的二维（2D）Ni（OH）2 纳米片构筑她在碱性溶液中的高性能催化剂。我们表明， 单层Ni（OH）2（SL Ni（OH）2）与适当的表面改性纳米 片的固定化和超薄的Pt纳米线生长的关键（定义为Pt纳米线 / SL Ni（OH）2），和得到的铂纳米线/ SL Ni（OH）2的 混合材料前所未有的催化活性和对她在碱性溶液中稳定性 。不同于以往的报告涉及的Pt 电极利用单选择二维Ni（OH ）2层（SL Ni（OH）2）纳米片作为衬底基于成本考虑SL Ni（OH），2张可便宜收购通过a-Ni（OH）2层剥
5、离。此 外，与常用的零维相比（0D）Pt纳米粒子（NPS），1D超 薄Pt纳米线的高宽比，几格边界和平滑的晶面为催化活性. 同时，Pt纳米线和镍之间的接触面积大（OH）2基板可以 有效的缓解可能的迁移和聚集，从而Pt纳米线的催化剂稳 定性效益提高。 首先，良好分散的Ni（OH）SL的分层剥离法制备Ni（OH）2甲 酰胺2纳米片层与十二烷基硫酸钠（DS）ions33。单层的剥离 的Ni（OH）2 SL自然纳米片是由相应的原子力显微镜（AFM） 测量证实随后，300毫升K2PtCl4（60mm）和50毫升的KOH（ 5米）的水溶液加入10的Ni（OH）2甲酰胺MLSL分散（0.5 mg ，1），分
6、别。最后的混合物进行热处理在一个20毫升Teflon- lined高压在120 C 4 H获得PT /纳米Ni（OH）2代SL。在这个合 成甲酰胺作为无论是溶剂分散的Ni（OH）2纳米片的SL和还原 剂nws代铂 上图呈现典型的透射电子显微镜（TEM）合成的产品图片。显 而易见的是，铂纳米结构完全形成在SL的Ni（OH）2纳米片 表面，和大约94%的Pt纳米结构是一维的超薄纳米线与 b1.8nm均匀直径和不同长度的1050nm。我们也注意到，无 论是SL Ni（OH）2基板和固定的超薄铂纳米线在TEM分析是 电子束很敏感，和许多破坏是辨别时暴露于电子束 高分辨率TEM图像表明，超薄的Pt纳米线是由多个结晶段5的长度为10 nm 总之，一个浅显的湿化学方法原位生长超薄1D的 Pt纳米线在单层二维Ni（OH）2纳米片。受益于独 特的形态和结构特征，包括结晶，固定化的Pt纳米 线和Ni之间简单的电荷输运和强耦合（OH）2纳米 片，Pt纳米线/ SL Ni（OH）2复合材料具有高的电 催化活性的记录她在碱性溶液中，这是45倍高于 商业PtC催化剂。这种新的混合纳米结构的一维 纳米线的单层二维纳米片不仅保证了不同成分的许 多人造材料的可控结构，形状和排列方式，也提供 了这种特殊的性质和功能产生巨大的机会
