CN113097516A - 一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源材料技术领域，具体为一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂及其制备方法和应用,所述贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的贵金属纳米团簇被纳米限域在Pd纳米片上。通过外延生长方法制备了一种异质结构贵金属@Pd电催化剂，在Pd纳米片上形成了纳米限域的贵金属纳米团簇，表现出优异的HOR性能。

Description

一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及新能源材料技术领域，具体为一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
氢能经济作为化石燃料技术的可行替代品，已经引起了人们的广泛关注，它可以有效地缓解环境污染和能源危机。氢经济包括两个重要的反应:析氢反应(HER)和氢氧化反应(HOR)。随着制氢技术的飞速发展，如何有效利用氢气越来越受到人们的重视。同时，氢燃料电池是最有前途的氢利用技术之一。与商业化质子交换膜燃料电池(PEMFC)相比，阴离子交换膜燃料电池(AEMFCs)由于其独特的优点引起了人们广泛的关注。例如，人们已经研发出具有与Pt催化剂活性相匹配且稳定性较好的非贵金属催化剂，用于阴极的氧还原反应。然而，阳极HOR缓慢的反应动力学阻碍了AEMFCs的发展。因此，设计具有高活性和高稳定性的电催化剂对提高HOR具有重要意义。
现有技术中，Pd在常用的碱性电解质中是非常稳定的。通过利用表面非原子级平整的超薄钯纳米片，制备原子级分散的Ru负载的超薄纳米带双金属纳米催化剂，实现了选择性氢化反应的高效生产。Ir-Pd蠕虫状纳米线和纳米四面体具有较高的OER性能，其活性是商用Ir/C催化剂的五倍以上。然而，发明人发现，虽然现有技术已经对于Ir/Pd催化剂进行了大量的研究，但是，目前的Ir/Pd催化剂在电催化HOR反应过程中的稳定性仍然较差，无法实现高催化活性的同时兼顾较高的稳定性。这可能是小尺寸金属由于较高的表面能在反应过程种容易出现严重的团聚现象，从而大幅度降低其稳定性。因此，同时提高电催化剂活性和稳定性仍然具备一定的挑战。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本公开提供了一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂及其制备方法和应用。通过外延生长方法制备了一种异质结构贵金属@Pd电催化剂，在Pd纳米片(NSs)上形成了纳米限域的贵金属纳米团簇(NCs)，获得大量的稳定结构，表现出优异的HOR性能。
具体地，本公开的技术方案如下所述：
在本公开的第一方面，一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂，贵金属纳米团簇被纳米限域在Pd纳米片上。
在本公开的第二方面，一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法，采用乙二醇还原法制备贵金属@Pd外延异质结构电催化剂。
在本公开的第三方面，贵金属@Pd外延异质结构电催化剂和/或一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法得到的产品在新能源材料领域中的应用。
本公开中的一个或多个技术方案具有如下有益效果：
(1)、在Pd纳米片上形成了纳米限域的贵金属纳米团簇，获得大量的稳定结构。
(2)、具体实施方式中，实验结果表明，亲氧的Ir纳米团簇可促进OHads物质的吸附，而OHads物质可与吸附在Pd NCs上的氢中间体(Hads)进一步反应。Ir@Pd电催化剂具有出色的HOR性能。结合实验和理论计算结果表明，Ir@Pd电催化剂优异的催化性能归因于Ir-Pd界面具有对氢吸附和氢氧吸附的最佳平衡能力。此外，Ir@Pd异质结构电催化剂在0.1V(vs.RHE)下表现出较好的稳定性(10h)，且电流密度和结构基本不变。优异的稳定性归因于Ir纳米团簇在Pd纳米片上外延生长。
(3)、在某些实施方式中，Ir@Pd异质结构电催化剂中，Ir@Pd的厚度分别为1.5nm和1.6nm，表明Pd NSs和Ir NCs只有几个原子层厚度。小尺寸的贵金属催化剂具有较高的催化活性，通过Ir在Pd上的外延生长，Ir团簇被纳米限域在Pd纳米片上，有效避免了反应过程中的团聚现象，极大的提高了电化学稳定性。
(4)、通过湿化学反应的纳米结构的金属模板外延生长似乎是新型功能材料的简便，高产率合成的一种有前途的策略。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
以下，结合附图来详细说明本公开的实施方案，其中：
图1为实施例1中Ir@Pd外延异质结构电催化剂的合成示意图以及相应的标征：(a)Ir@Pd合成示意图。Ir@Pd的STEM(b)，TEM(c)图像和粒度分布(插图)。AFM图像(d)和相应的高度分布(e)。(f)Ir40％@Pd的HRTEM图像和FFT模式(插图)。(g)EDX线扫描剖面和对应Ir40％@Pd的HAADF-STEM图像(inset)。(h-j)分别为Ir40％@Pd的STEM图像和Ir和Pd的相关EDX元素映射图像。
图2a为实施例1和对比例1的不同产物的XRD图；图2b-c为实施例1的产物的XPS图。
图3为实施例1和对比文件1产品进行HOR性能测试结果：在H2饱和的0.1M KOH、1600rpm转速、1mV s-1扫描速率下的HOR极化曲线(图3a)和ECSA归一化电流密度(图3b)。(图3c)不同旋转速率下Ir@Pd的极化曲线。过电位为50mv时Ir@Pd的Koutecky-Levich曲线(插图)。(图3d)Ir@Pd、Ir NPs、Ir/C、Pt/C和Pd NSs催化剂的动态电流密度(jk)与电位曲线。(图3e)HOR电催化剂的稳定稳定性测试。在0.1V的H2饱和的0.1M KOH溶液中Ir40％@Pd，Ir/C，Pt/C在RDE上的相对电流-时间电流响应。(图3f)在氮气饱和0.1M KOH、1600rpm转速、5mVs-1扫描下的极化曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本公开。应理解，这些实施例仅用于说明本公开而不用于限制本公开的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。
本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
目前，在二维纳米结构特别是超薄钯纳米片上外延生长纳米晶的研究尚未见报道。现有的Ir/Pd催化剂在电催化HOR反应过程中的稳定性仍然较差，无法实现高催化活性的同时兼顾较高的稳定性。为了解决这些问题，本公开提供了一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂及其制备方法和应用。
在本公开的一种实施方式中，一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂，该结构的特点是贵金属纳米团簇被纳米限域在Pd纳米片上，进一步地，所述贵金属选自Ir、Pt、Rh、Ag和Ru，为了进一步稳定纳米团簇并发挥高效的催化活性，优选的，所述贵金属为Ir。
研究过程中，发明人发现，Ir很难以小尺寸纳米团簇的形式被纳米限域，可能是由于合成上缺乏适当的控制机制，这可能也是目前尚没有获得Ir纳米团簇被纳米限域在Pd纳米片上的原因。然而，本公开却成功的将Ir纳米团簇以外延生长的方式纳米限域在Pd纳米片上。限域的Ir纳米颗粒不仅不易团聚，材料的导电性得到提升，重要的是，Ir纳米颗粒在Pd纳米片上能够形成牢固的Ir-Pd键，使材料的稳定性得到极大的提升。
进一步地，Ir纳米团簇与Pd纳米片之间外延生长。Ir暴露的晶面与Pd的晶面平行，Ir与Pd的界面上出现连续晶格条纹，充分说明了Ir纳米团簇与Pd纳米片之间外延生长，也说明了Ir纳米簇并不是物理吸附/分散在Pd纳米片的表面。外延生长有利于催化剂暴露稳定的有利晶面，同时也有利于稳定和阻止金属颗粒的聚集，对于提高电催化剂的催化活性至关重要。
然而，事实上，晶体的外延生长通常会受到基底的限制。
进一步地，Ir纳米团簇沿着Pd的(111)晶面外延生长。发明人发现，Pd暴露的(111)晶面为Ir纳米晶的外延提供了大量的形核位点，尤其是，发现Ir暴露的(111)晶面与Pd的(111)晶面平行，这极大的促进了Ir在Pd上的稳定的外延生长。
进一步地，Ir的厚度为1-2nm。
进一步地，Pd的厚度为5-6nm。
1nm左右大小的Ir纳米团簇均匀地纳米限域在Pd纳米片上，Ir只有几个原子层厚度，较小的尺寸进一步为电催化反应的高效进行提供了丰富的吸附位点。虽然，金属的尺寸较小，但是，仍然不会发生团聚，这主要得益于Ir@Pd外延异质结构电催化剂独特的结构。
在本公开的一种实施方式中，一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法，采用乙二醇还原法制备贵金属@Pd外延异质结构电催化剂。选择以Pd纳米片为基底，采用乙二醇还原法，通过控制贵金属在Pd纳米片上的外延生长，可以方便的实现对贵金属在Pd纳米片上的快速控制过程。
进一步地，所述制备方法包括：将Pd纳米片、贵金属盐溶于乙二醇和水溶液中，溶解后放入高压釜中进行水热反应；其中，所述贵金属盐选自IrCl3、Ir(OAc)3、H2PtCl6·6H2O、K2PtCl6、H3RhCl6、AgCl、AgNO3、RuCl3；优选的，所述贵金属盐为IrCl3，目的是获得催化效果更好的Ir@Pd外延异质结构电催化剂。
进一步地，所述贵金属盐为IrCl3时，Ir与Pd的摩尔比为1:1.2-7，优选的，为1:2.7；或，水热反应的温度为160-200℃，优选的，为180℃；或，水热反应的时间为1-4h，优选的，为2h。对于Ir在Pd纳米片上外延生长的控制是关键，选择乙二醇既作为溶剂又作为还原剂，控制IrCl3的用量以及水热反应的条件，有利于获得小尺寸、纳米限域异质结构。Ir含量过高，不仅不易控制外延生长的速度，反而会导致生长无规则，不均匀，并且无法获得小尺寸Ir纳米簇。
进一步地，Pd纳米片的制备方法包括：Pd(acac)2和TOPO分别加入辛酸中，超声处理，再加入Mo(CO)6、DMF，在惰性气体保护下进行水浴反应。通过该方法得到的Pd纳米片，暴露出(111)晶面，有利于小尺寸的Ir纳米晶在Pd纳米片上的外延生长，并实现纳米限域。
进一步地，水热反应完成后，离心收集产物，用去离子水和乙醇洗涤、冷冻干燥即可。
在本公开的一种实施方式中，一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂和/或一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法得到的产品在新能源材料领域中的应用。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本公开的技术方案。
实施例1
一种Ir@Pd外延异质结构电催化剂，制备方法如下：
Pd纳米片的合成:
Pd(acac)2(20mg)和TOPO(260mg)分别加入辛酸(16mL)中，置于50mL圆底烧瓶中，超声处理2min，在60℃水浴中，N2保护下磁力搅拌0.5h。之后分别加入Mo(CO)6 20mg和DMF3mL。将上述混合物再搅拌1h,10min后溶液颜色由淡黄色变为深蓝色，表明钯离子被还原。反应1h后，收集最终产物，10000rpm离心3min，去离子水和乙醇洗涤多次，冷冻干燥干燥。
通过乙二醇还原法合成了Pd纳米片(Pd NSs)约束的Ir异质结构(Ir@Pd):
Ir@Pd外延异质结构的制备：用30mL玻璃瓶将4mg Pd加入30mL乙二醇和水溶液(体积比为1:1)中超声20min，再加入4.2mg IrCl3超声10min，形成均匀悬浮液。将装有均相溶液的玻璃瓶放入100mL高压釜中，在180℃加热2h，获得Pd NCs异质结构的Ir。冷却至室温后，离心收集所得产物，用去离子水和乙醇洗涤，冷冻干燥。
如图1所示：合成方法如图1a，Ir@Pd的扫描透射电子显微镜(STEM)图像(图1b)和透射电子显微镜(图1c)表明，3D纳米结构是由二维(2D)纳米片构建的；原子力显微镜(AFM)图像(图1d-e)显示，Ir@Pd的厚度分别为1.5nm和1.6nm，表明Pd NSs和Ir NCs只有几个原子层厚度。0.225和0.227的晶格间距分别归属于Ir和Pd的(111)面(图1f)。对Ir@Pd薄膜进行了详细的反FFT分析(图1f的插图)，发现在Ir与Pd界面上的连续晶格条纹，说明Ir在Pd上外延生长，Ir暴露的111面与Pd的111晶面平行。EDS线扫描(图1g)和元素映射分析(图1h-j)证实了Ir@Pd异质结构的分布。Pd的均匀颜色分布和Ir球形集中分布进一步验证了Ir纳米团簇再Pd的分布。Pd NSs不仅为Ir NCs的外延提供了大量的形核位点，而且稳定和阻止了它们的聚集。
通过X射线衍射(XRD)检查了不同样品的晶体结构，如图2a所示。Pd NSs的衍射峰被标为典型的面心立方相(JCPDS 89-4897)。对于Ir40％@Pd异质结构，除了Pd的特征衍射峰外，没有观察到与Ir相关的明显峰，这可能是超小尺寸的Ir NCs具有较低的结晶度。除了在与碳的(002)面相对应的26°处，由于低结晶度和超小粒径，还观察到了与Ir的(111)面相对应的Ir/C样品的宽衍射峰。对于Ir NPs，宽衍射峰对应于Ir金属的(111)平面。通过X射线光电子能谱(XPS)探测Ir@Pd异质结构，Pd NSs，Ir/C和Ir NPS样品的表面化学状态。Ir40％@Pd和Pd NSs的高分辨率Pd 3d光谱如图2b所示。与Pd NSs相比，Ir40％@Pd在金属Pd0的3d结合能中显示出显着的正移-0.8eV。正位移表明在Ir@Pd系统中电子从Pd转移到Ir。如图2c所示，Ir 4f峰可以分解为Ir的两个状态(Ir0和Ir4+)，相对峰面积比表明，金属铱是具有部分表面氧化物的主要成分。与Ir40％@Pd，Ir/C和Ir NPs的金属Ir对应的主要Ir 4f7/2峰分别位于61.4、61.5和61.7eV。与Ir NPs和Ir/C相比，Ir@Pd系统中Ir 4f的结合能发生罕见的正向位移，表明过量的电子是通过Ir的氧化生成并转移到O中的。基于定量XPS分析，Ir40％@Pd异质结构和Ir/C的Ir种类比例约为51.7和53.5wt％。实施例2：
一种Ir@Pd外延异质结构电催化剂，制备方法如下：
Pd纳米片的合成:
Pd(acac)2(20mg)和TOPO(260mg)分别加入辛酸(16mL)中，置于50mL圆底烧瓶中，超声处理2min，在60℃水浴中，N2保护下磁力搅拌0.5h。之后分别加入Mo(CO)620mg和DMF3mL。将上述混合物再搅拌1h,10min后溶液颜色由淡黄色变为深蓝色，表明钯离子被还原。反应1.5h后，收集最终产物，10000rpm离心3min，去离子水和乙醇洗涤多次，冷冻干燥干燥。
通过乙二醇还原法合成了Pd纳米片(Pd NSs)约束的Ir异质结构(Ir@Pd):
Ir/@Pd外延异质结构的制备：用30mL玻璃瓶将4mg Pd加入30mL乙二醇和水溶液(体积比为1:1)中超声20min，再加入4.2mg IrCl3超声10min，形成均匀悬浮液。将装有均相溶液的玻璃瓶放入100mL高压釜中，在200℃加热4h，获得Pd NCs异质结构的Ir。冷却至室温后，离心收集所得产物，用去离子水和乙醇洗涤，冷冻干燥。
实施例3：
一种Pt@Pd外延异质结构电催化剂，制备方法如下：
Pd纳米片的合成:
Pd(acac)2(20mg)和TOPO(260mg)分别加入辛酸(16mL)中，置于50mL圆底烧瓶中，超声处理2min，在60℃水浴中，N2保护下磁力搅拌0.5h。之后分别加入Mo(CO)6 20mg和DMF3mL。将上述混合物再搅拌1h,10min后溶液颜色由淡黄色变为深蓝色，表明钯离子被还原。反应1h后，收集最终产物，10000rpm离心3min，去离子水和乙醇洗涤多次，冷冻干燥干燥。
通过乙二醇还原法合成了Pd纳米片(Pd NSs)约束的Pt异质结构(Pt@Pd):
Pt@Pd外延异质结构的制备：用30mL玻璃瓶将4mg Pd加入30mL乙二醇和水溶液(体积比为1:1)中超声20min，再加入136ul H2PtCl6·6H2O(0.1M)超声10min，形成均匀悬浮液。将装有均相溶液的玻璃瓶放入100mL高压釜中，在180℃加热2h，获得Pt NCs异质结构的Pt。冷却至室温后，离心收集所得产物，用去离子水和乙醇洗涤，冷冻干燥。
实施例4：
一种Ag@Pd外延异质结构电催化剂，制备方法如下：
Pd纳米片的合成:
Pd(acac)2(20mg)和TOPO(260mg)分别加入辛酸(16mL)中，置于50mL圆底烧瓶中，超声处理2min，在60℃水浴中，N2保护下磁力搅拌0.5h。之后分别加入Mo(CO)6 20mg和DMF3mL。将上述混合物再搅拌1h,10min后溶液颜色由淡黄色变为深蓝色，表明钯离子被还原。反应1h后，收集最终产物，10000rpm离心3min，去离子水和乙醇洗涤多次，冷冻干燥干燥。
通过乙二醇还原法合成了Pd纳米片(Pd NSs)约束的Ag异质结构(Ag@Pd):
Ag@Pd外延异质结构的制备：用30mL玻璃瓶将4mg Pd加入30mL乙二醇和水溶液(体积比为1:1)中超声20min，再加入4.2mg AgNO3超声10min，形成均匀悬浮液。将装有均相溶液的玻璃瓶放入100mL高压釜中，在180℃加热2h，获得Ag NCs异质结构的Ag。冷却至室温后，离心收集所得产物，用去离子水和乙醇洗涤，冷冻干燥。
实施例5：
一种Ru@Pd外延异质结构电催化剂，制备方法如下：
Pd纳米片的合成:
Pd(acac)2(20mg)和TOPO(260mg)分别加入辛酸(16mL)中，置于50mL圆底烧瓶中，超声处理2min，在60℃水浴中，N2保护下磁力搅拌0.5h。之后分别加入Mo(CO)6 20mg和DMF3mL。将上述混合物再搅拌1h,10min后溶液颜色由淡黄色变为深蓝色，表明钯离子被还原。反应1h后，收集最终产物，10000rpm离心3min，去离子水和乙醇洗涤多次，冷冻干燥干燥。
通过乙二醇还原法合成了Pd纳米片(Pd NSs)约束的Ru异质结构(Ru@Pd):
Ru@Pd外延异质结构的制备：用30mL玻璃瓶将4mg Pd加入30mL乙二醇和水溶液(体积比为1:1)中超声20min，再加入5.65mg RuCl3超声10min，形成均匀悬浮液。将装有均相溶液的玻璃瓶放入100mL高压釜中，在180℃加热2h，获得Ru NCs异质结构的Ru。冷却至室温后，离心收集所得产物，用去离子水和乙醇洗涤，冷冻干燥。
对比例1：
将前期合成的Pd纳米片，用上述水热法180℃加热2h，获得对比样Pd NSs。Ir/C的合成方法与Ir@Pd类似，只是将炭黑代替Pd作为Ir的生长载体。
碱性电解质中的电催化HOR实验：
通过具有标准三电极系统的转盘电极(RDE)检查HOR的电催化性能。Ir@Pd异质结构，Pd NSs和Ir NPs作为电催化剂沉积在炭黑(Vulcan XC72R碳上的20wt％Ir或Pd)上，与合成Ir/C，商用Pt/C(20wt％)的性能相比Vulcan XC72R碳电催化剂上的％铂)。选择1mV s-1的扫描速率以最大程度地减小电容贡献并确保稳态测量。
图3a中显示了在H2饱和的0.1M KOH中以1600rpm的转速获得的极化曲线。Ir40％@Pd催化剂具有最低的产生HOR电流的开始电位，这表明其对于HOR具有显着的能量。可以看出，在整个电势范围内，Ir40％@Pd电催化剂的电流密度高于其他电催化剂。相比之下，Pd NSs，Ir/C和Ir NPs，尤其是Pd NSs催化剂仅影响可忽略的HOR活性。为了证明阳极电流来自HOR，还在Ar饱和的0.1M KOH溶液中测试了Ir40％@Pd催化剂上的极化曲线，没有阳极电流证明H2是该反应的反应物。电催化剂的本征HOR活性通过电化学活性表面积(ECSA)归一化电流密度进行了比较(图3b)，Ir40％@Pd电催化剂表现出最高的电流密度。图3c显示Ir40％@Pd，IrNPs，Pd NSs，Ir/C和Pt/C的HOR极化曲线是从400rpm至2500rpm，Koutecky-Levich图在50mV的过电势下构建(图3c插图)。图3d显示了根据Koutecky-Levich方程计算的动电流密度(jk)，以及根据Butler-Volmer方程拟合动电流密度而提取的交换电流密度(j0)。图3e结果显示，Ir@Pd外延异质结构电催化剂可以稳定10h。此外，Ir40％@Pd电催化剂表现出较好的HER催化性能(图3f)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂，其特征在于，贵金属纳米团簇被纳米限域在Pd纳米片上。
2.如权利要求1所述的一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂，其特征在于，所述贵金属选自Ir、Pt、Rh、Ag和Ru，优选的，所述贵金属为Ir。
3.如权利要求2所述的一种Ir@Pd外延异质结构电催化剂，其特征在于，Ir纳米团簇沿着Pd的(111)晶面外延生长。
4.如权利要求3所述的一种Ir@Pd外延异质结构电催化剂，其特征在于，Ir的厚度为1-2nm。
5.如权利要求3所述的一种Ir@Pd外延异质结构电催化剂，其特征在于，Pd的厚度为5-6nm。
6.一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法，其特征在于，采用乙二醇还原法制备贵金属@Pd外延异质结构电催化剂。
7.如权利要求6所述的一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将Pd纳米片、贵金属盐溶于乙二醇和水溶液中，溶解后放入高压釜中进行水热反应；
或，所述贵金属盐选自IrCl3、Ir(OAc)3、H2PtCl6·6H2O、K2PtCl6、H3RhCl6、AgCl、AgNO3、RuCl3；优选的，所述贵金属盐为IrCl3；
进一步地，所述贵金属盐为IrCl3时，Ir与Pd的摩尔比为1:1.2-7，优选的，为1:2.7；或，水热反应的温度为160-200℃，优选的，为180℃；或，水热反应的时间为1-4h，优选的，为2h。
8.如权利要求6所述的一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法，其特征在于，Pd纳米片的制备方法包括：Pd(acac)2和TOPO分别加入辛酸中，超声处理，再加入Mo(CO)6、DMF，在惰性气体保护下进行水浴反应。
9.如权利要求7所述的一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法，其特征在于，水热反应完成后，离心收集产物，用去离子水和乙醇洗涤、冷冻干燥即可。
10.权利要求1-5任一项所述的一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂和/或权利要求6-9任一项所述的一种贵金属@Pd外延异质结构电催化剂的制备方法得到的产品在新能源材料领域中的应用。
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