【亮点介绍】
1. 水溶液中湿化学合成了不同Pt-skin层数的枝晶状多孔网络铂铜合金纳米球；
2. 应变与电子效应共同调控d带中心对Pt-skin层数的凹形抛物线趋势；
3. 催化活性与Pt-skin层数呈现火山关系，具有最低d带中心的两层Pt-skin合金位居顶点。
【引言】
氧还原反应（ORR）是质子交换膜燃料电池（PEMFCs）的核心反应，但其动力学缓慢，需借助催化剂加速。目前，Pt及其合金仍是最实用的ORR催化剂。为降低Pt用量并提升性能，构建与廉价过渡金属合金化的纳米结构被视为最有效策略。尤其是具有开放结构的枝晶状多孔纳米材料，可以同时实现良好的导电性、丰富的高指数晶面、高暴露的表面位点和多点接触的界面，能够表现出优异的活性/稳定性以及高效的传质性能。Pt皮（Pt-skin）的构筑能够进一步提升合金催化剂的性能，其可提高Pt利用率、抑制合金腐蚀，并通过几何应变效应与电子配体效应调控表面微环境。然而，目前在多孔纳米枝晶表面精准地调控Pt-skin层数仍面临巨大挑战，亟需深入研究与技术突破。
上海大学张世明课题组联合武汉大学陈胜利团队提出一种Pt-skin调控策略，成功构建具有可调应变与电子效应的枝晶状多孔PtCu@PtnL NSs (n = 0, 1, 2, 3, 5)。通过调节柠檬酸钠（NaCA）或柠檬酸（CA）添加量，可精准控制Pt-skin层数。密度泛函理论（DFT）与XPS价带谱结果表明Pt-skin层数调控d带中心呈现出凹形抛物线趋势。其中，两层Pt-skin诱导出优化的应变与电子效应，具有最低的d带中心，实现了出色的ORR活性，最优的PtCu@Pt2L NSs/C催化剂在氢-氧PEMFC中展现出优异的电池性能，远超商业Pt/C催化剂性能和美国DOE目标。该研究以“Precise Pt-skin manipulation of strain and ligand effects for oxygen reduction”为题，发表在eScience，并被选为封底文章。
（原载于eScience）