近日，我院王耀辉教授、李剑锋教授在高熵合金可控合成实现高效氧还原反应的研究中取得重要进展，相关成果以“Ligand-Orchestrated Burst Nucleation Enables Ultrasmall Phase-Pure High-Entropy Nanoalloys with Active-Armor Interfaces”为题发表在Journal of the American Chemical Society期刊上（J. Am. Chem. Soc. 2026, 148, 21, 22292-22304）。
高熵合金（HEAs）因其独特的“鸡尾酒”效应和近乎无限的成分可调性，有望通过多组元的协同效应打破传统单金属催化剂的性能局限。然而，当HEAs的尺寸缩小至纳米级别时，实现原子级的均匀混合需要高温来促进原子扩散，同时又会引发严重的奥斯瓦尔德熟化和颗粒团聚，导致催化剂烧结失活。因此，如何在高温合金化的同时将纳米颗粒限制在亚纳米的尺寸并实现精确的界面调控成为HEAs可控制备的关键科学问题。
针对这一难题，团队开发了配体介导的爆发成核策略，通过均一化前驱体还原能垒与空间限域效应的协同，在HEAs表面自发构筑了强配位的界面铠甲层。通过精准调节催化位点的电子结构与溶剂/环境工程的双重调节，使得亚纳米纯相合金的可控合成成为可能。通过X射线吸收精细结构谱（XAFS）和升温原位XRD实时监测了HEAs合成动态演变过程，结合密度泛函理论（DFT）计算，揭示了强配位功能配体对合金多组元晶格及催化界面的精密调控与稳定机制。通过开创的“位点-界面环境结构”协同优化思路，该材料在氧还原及阴离子交换膜燃料电池电催化反应中展现出出色的催化活性与大电流循环耐久性。此项工作为电催化反应的高效催化剂设计提供了具有普适意义的新范式，为先进功能材料的开发奠定了理论基础。
该工作在我院王耀辉教授、李剑锋教授以及厦门大学化学化工学院林海昕教授、谢兆雄教授的共同指导下完成。厦门大学化学化工学院博士生马锐和厦门大学材料学院硕士生翟重渊为论文共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金（22322206、22525042、T2293692、22472141、22361132532、22275155、22371236、U24A20563），国家重点研发计划（2023YFB4004700）、福建省自然科学基金（2025J01019）、福建省产学研联合创新项目（2025H6023）、云南贵金属实验室科技项目（YPML-20240502063）、中央高校基本科研业务费专项资金（20720220011、20720250079、20720240054）以及辽宁滨海实验室（2024-05）的支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c05904
