与传统的无序合金材料相比，金属间化合物纳米颗粒的金属原子高度有序，具有明确的原子化学计量。这些内在特征改变了金属间化合物的表面几何结构和电子结构，影响了它们的催化活性、选择性和稳定性。作为第二代介孔材料，介孔金属表现出多种结构优势。有序介孔金属间化合物由于其综合的金属间化合物和介孔框架结构的双重优势，是一种理想的催化剂，但是由于苛刻的合成条件，有序介孔金属间化合物的精准合成和催化研究罕有报道。

近日，四川大学刘犇教授课题组和昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授合作，提出了一种全新的共生模板方法，设计合成了多种具有不同形貌、组分和相结构的介孔金属间纳米颗粒；探究了其在对硝基苯乙炔的选择性加氢反应中的相依赖催化选择性。论文第一作者为四川大学博士研究生吕浩。

利用纳米铸造法在介孔二氧化硅KIT-6中生长了介孔Pt复合物，并以此为共生模板法制备了具有不同相结构的介孔金属间化合物。共生模板不仅为具有独特原子化学计量的原子有序金属间相的再结晶生长提供了介孔金属种子，而且为在高温下纳米铸造合成具有有序介孔结构和菱形十二面体形态的介孔纳米粒子提供了纳米限制环境。

电子显微镜学习展现了纳米颗粒的良好分散性和均匀性，且大多数纳米粒子是具有菱形十二面体形态的纳米晶体的多面体。晶相的表征揭示了原子有序的金属间相；meso-i-Pt₃Sn₁和 meso-i-Pt₁Sn₁在Pt和Sn之间具有Z对比度差异，分别对应于L12和L10型相结构。

3-NPA的选择性加氢反应研究证实金属间化合物纳米粒子表现出对三种不同反应产物的可控选择性和优异的稳定性。meso-i-Pt₁Sn₁ 、meso-i-Pt₃Sn₁和meso-Pt分别将3-NPA 转化为主要产物3-硝基苯乙烯（3-NS）、3-氨基苯乙烯（3-AS）和3-氨基乙基苯（3-AE），展现出了明显的金属间相依赖的催化选择性。

这种共生模板策略可以扩展到具有不同形态/结构和元素组成的介孔金属间化合物。包括具有中空结构的h-meso-i-Pt₁Sn₁、有棒状纳米束形态的 meso-i-Pt₁Sn₁以及具有不同组分的金属间化合物meso-i-Pt1Pb1、meso-i-Pt₁Cd₁、meso-i-Pt₁Zn₁、meso-i-Pd₃Sn₂。

该工作提出了共生模板法制备了介孔金属间纳米颗粒的合成方法, 并且探究了对3-NPA加氢反应的金属间相依赖的催化选择性。这种共生模板合成方法具有通用性，可以扩展到具有不同纳米结构和组分的介孔金属间化合物纳米颗粒中。此方法有望作为一种替代而有效的策略，用于在介观水平上设计新型高效纳米催化剂，并应用于选择性催化等诸多化学反应。

论文信息：

A General Concurrent Template Strategy for Ordered Mesoporous Intermetallic Nanoparticles with Controllable Catalytic Performance

Hao Lv, Huaiyu Qin, Katsuhiko Ariga, Yusuke Yamauchi, Ben Liu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202116179