金属烯作为一类具有独特物理化学性质的新兴材料，被认为是与能量相关的电催化反应的有效催化剂。对金属烯的晶格应变、电子结构、结晶度甚至表面孔隙率进行工程设计，为进一步提高其催化性能提供了很好的机会。
近日，得克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授，电子科技大学Jin Zhaoyu教授合理地发展了Pd金属烯在原子尺度上的重构策略，生成了一系列具有晶格膨胀的非金属原子插层Pd金属烯（M-Pdene，M=H，N，C）和具有非晶态结构的S掺杂Pd金属烯（S-Pdene）。
文章要点
1）催化性能评价表明，N-Pdene具有7.96 A mg−1的最高甲醇氧化反应（MOR）质量活性，分别是工业Pd/C和Pt/C的10.6倍和8.5倍。
2）密度泛函理论（DFT）计算表明，良好控制的晶格拉伸应变以及N和Pd之间的强p-d杂化相互作用导致OH吸附的增强和CO吸附的减弱，从而在N-Pdene上实现高效电催化MOR。
3）当作为析氢反应(HER)催化剂进行测试时，由于无序的Pd表面具有进一步延长的键长和下移的d带中心，无定形S-Pdene相对于结晶对应物表现出优异的活性和耐久性。
这项工作为高性能金属烯纳米材料作为电催化剂的原子工程提供了有效的策略。
参考文献
Minghao Xie, et al, Atomically Reconstructed Palladium Metallene by Intercalation-Induced Lattice Expansion and Amorphization for Highly Efficient Electrocatalysis, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c05190
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c05190
