胡良兵Nature時隔一月又發Science封面：合成八種元素的高熵合金

【引言】

多金屬納米粒子（NMNPs）有著廣泛的應用領域，包括催化，能量儲存和生物/等離子體激元成像。將多種金屬元素合金合成單個納米級產品提供了可能會超過單一元素（或一元）納米粒子材料性能的前景。制備NMNPs的當前和主要途徑來自濕化學合成，可以獲得各種粒度，形狀和相。然而，大多數通過濕化學方法的研究報告中合金組成不超過三種元素，這限制了組成空間。此外，更多的合成技術，包括基于印刷和光刻的方法，已經將組元向四元甚至五元納米結構轉移。

【成果簡介】

北京時間2018年3月30日，Science在線發表馬里蘭大學胡良兵、伊利諾伊大學芝加哥分校Reza Shahbazian-Yassar,、約翰霍普金斯大學Chao Wang、麻省理工大學Ju Li（共同通訊）等人題為“Carbothermal shock synthesis ofhigh-entropy-alloy nanoparticles”的封面文章。該研究通過熱沖擊負載在碳載體上的前體金屬鹽混合物[溫度?2000K，55毫秒的持續時間，?10⁵K每秒的速率]。提出了通過將八種不同元素合金化成單相固溶體納米顆粒（通常稱為高熵合金納米顆粒（HEA-NP）。通過控制碳熱激發（CTS）參數（底物，溫度，沖擊持續時間和加熱/冷卻速率）來合成具有期望的化學（組成），尺寸和相（固溶體，相分離）的寬范圍的多組分納米顆粒。為了證明實用性，實驗人員合成了五元HEA-NPs作為氨氧化催化劑，其具有?100％轉化率和> 99％的氮氧化物選擇性。本文第一作者是姚永剛，同期印第安納大學布盧明頓分校Sara E. Skrabalak做了題為“Mashing up metals with carbothermal shock”的perspective，Science也作為this week in science重點報道。

【圖文導讀】

圖1 CTS在碳載體上合成HEA-NPs

圖2 HEA-NPs的元素表征

圖3 CTS過程的粒子分散機制

圖4 納米顆粒形成的動力學控制

圖5 五元HEA-NPs（PtPdRhRuCe）用于氨氧化的催化性能

文獻鏈接：Carbothermal shock synthesis of high-entropy-alloy nanoparticles（Science,2018,DOI:10.1126/science.aan5412）

本文由材料人Allen供稿，材料牛整理編輯。

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