本作品设计了一步水相还原策略获得鲜有报道的银和金二十面体纳米粒子，并对其在燃料电池催化领域进行了系统研究。对于电催化ORR，它们都表现出优越的催化性能：与颗粒状的纳米粒子相比，氧气还原的超电位显著降低；还原峰电流明显提高；都具有良好的电催化稳定性；表现出与Pt/C催化剂相当的催化性能。因此，简便的制备和优异的电催化性能使得银和金的二十面体纳米粒子有望成为高效廉价的非铂燃料电池阴极催化剂。

本作品发展了一步水相还原贵金属前躯体的策略来制备鲜有报道的银和金二十面体纳米粒子。采用投射电子显微镜和电化学工作站等现代测试方法系统地研究了其结构、生长过程和催化性能。
在制备方面，具有以下四个创新点：
1. 所制备的银和金二十面体纳米粒子的比例分别达到90%和95%。如此高产率的银二十面体纳米粒子还是第一次报道。另外，该方法同时适用于银和金两种贵金属二十面体纳米粒子的制备。
2. 该方法以水作为溶剂和反应介质，比多元醇体系更加绿色环保。
3. 整个制备过程中，没有杂质离子被引入反应体系，产物纯净，后处理方便。
4. 该方法不需要晶种的参与，从而制备过程更加简便。PVP（聚乙烯吡咯烷酮）充当还原剂和稳定剂的双重角色，成本得到降低。
对所制得的银和金二十面体纳米粒子进行了在燃料电池催化方面的应用研究。对于电催化氧气还原反应，与颗粒状的同种材料相比，它们都表现出以下三点明显的优势：
1. 氧气还原的超电位得到显著降低。与颗粒状的纳米粒子相比，超电位在银二十面体纳米粒子上降低了140mV，在金二十面体上降低了50mV。这些表明氧气在二十面体纳米粒子上更容易被还原。
2. 催化活性明显提高。对于银二十面体纳米粒子而言，氧气还原峰电流密度是颗粒状纳米粒子的1.5倍。同样，金二十面体纳米粒子的是颗粒状的1.6倍。
3. 银和金二十面体纳米粒子都表现出了很好的催化稳定性。值得一提的是，二十面体纳米粒子表现出了和Pt/C催化剂相当的催化活性和稳定性。氧气还原的峰电位几乎一致，Ag催化氧气还原峰电流更高。
因此，简便的制备和优异的电催化性能使得银和金的二十面体纳米粒子有望成为一种高效廉价的燃料电池阴极非Pt催化剂。 本工作在理论研究和应用领域都促进了纳米材料的发展，具有重要的科学意义。

第十二届“挑战杯”作品 一等奖
1.申报论文发表在国际著名期刊<Chemistry—A European Journal>（欧洲化学）上（影响因子：5.382）。 Long Kuai, Baoyou Geng*, et al., Chem. Eur. J. 2011, 17, 3482-3489.

2.该制备方法已经申请中国发明专利，专利公开号：CN 102019432 A。

3.本作品获第四届安徽省“挑战杯”合锻股份大学生课外学术科技作品竞赛特等奖。

另有相关工作以第一作者身份发表在英国皇家化学会著名期刊<Chemical Communicatios>（化学通讯）(影响因子：5.504）和美国化学会著名期刊<Langmuir>上（影响因子：3.898）。

4.Long Kuai, Baoyou Geng*, et al., Chem. Commun. 2011, 47, 6093-6095.

5.Long Kuai, Baoyou Geng*, et al., Langmuir 2010, 26, 18723-1872