引言

多金屬納米粒子（NMNPs）有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)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(chǎn)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(dāng)前和主要途徑來自濕化學(xué)合成，可以獲得各種粒度，形狀和相。然而，大多數(shù)通過濕化學(xué)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(shù)，包括基于印刷和光刻的方法，已經(jīng)將組元向四元甚至五元納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移。

成果簡介

北京時間 2018 年 3 月 30 日，Science在線發(fā)表馬里蘭大學(xué)胡良兵、伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校 RezaShahbazian-Yassar,、約翰霍普金斯大學(xué) Chao Wang、麻省理工大學(xué) Ju Li（共同通訊）等人題為“Carbothermal shock synthesisofhigh-entropy-alloy nanoparticles”的封面文章。該研究通過熱沖擊負(fù)載在碳載體上的前體金屬鹽混合物 [ 溫度 2000K，55毫秒的持續(xù)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(fā)（CTS）參數(shù)（底物，溫度，沖擊持續(xù)時間和加熱 / 冷卻速率）來合成具有期望的化學(xué)（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(zhuǎn)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(xué)布盧明頓分校 SaraE. Skrabalak 做了題為“Mashing up metals with carbothermalshock”的 perspective，Science 也作為 this week in science 重點報道。

圖文導(dǎo)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(xué)控制

圖5：五元HEA-NPs（PtPdRhRuCe）用于氨氧化的催化性能