通过键合不同的元素来实现协同效应是提高金属催化剂性能的有效途径。然而，随着性质变得越来越不同，由于相分离，最大化协同效应变得极具挑战性。
近日，东京工业大学Takane Imaokaa, Kimihisa Yamamoto对由多种元素组合组成的纳米和亚纳米尺度合金的综合研究表明，PtZr SNPs具有最大的元素间协同作用。Pt4Zr2（铂的原子百分比为67%）的组成表现出最高的活性。在这种情况下，Pt是零价金属，而Zr(0)是氧化的锆(IV)。令人惊讶的是，对于通常不相容的金属和金属氧化物原子的混合物，研究人员观察到了最大的协同效应。
文章要点
1）总体而言，SNPs和NPs表现出截然不同的原子排列。为了弄清原子的排列，研究人员获得了原子分辨率的ADF-STEM图像，并对原子尺度的混合进行了统计评估。SNPs 中的 Pt-Zr 键占总键的 25%，在常规溶液中Pt和Zr的均匀混合物占到55%。相比之下，Pt和Zr原子在NPs中是分离的，这意味着SNP比NPs更容易混溶，进而突出了亚纳米尺度下更可行的元素间协同作用。这些结果表明，纳米合金和亚纳米合金属于完全不同的材料类别。
2）对三金属亚纳米合金(如AuAgCu SNPs和PdAuCu SNPs)催化作用的研究表明，在多金属体系中也存在增强的混相和相应的催化协同作用。因此，本研究也适用于多金属SNPs，这是一类非常有吸引力且未开发的用于催化剂和其他应用的材料。
参考文献
Quan Zou, et al, Alloying at a Subnanoscale Maximizes the Synergistic Effect on the Electrocatalytic Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202209675
https://doi.org/10.1002/anie.202209675
