铂银双金属催化剂用于燃料电池的活性
直接甲醇燃料电池具有低污染、无噪音以及燃料来源方便等特点,在未来的电子、通讯和交通等许多方面被认为是最佳的低温绿色替代能源。然而,迄今为止,该类燃料电池仍未得到大规模的商业化应用,原因之一在于甲醇氧化过程中涉及到的多电子转移过程会产生一些类CO中间产物,
这些物质很容易吸附在Pt表面,占据Pt的活性位,致使催化剂中毒。近年来,将Pt与一些相对廉价金属(助剂)组成双金属或多金属纳米结构的催化剂受到了广泛关注。典型的例子为Pt-Ru体系催化剂,大量研究表明,Pt-Ru催化剂中的Ru能够在较低电势下解离水生成OH,促进甲醇氧化中间产物COads的进一步氧化脱除,从而降低Pt的中毒程度,通过该双功能机理提高Pt催化性能。最近,Jiang等研究了Pt-Ni双金属合金催化剂在碱性介质中对甲醇氧化反应的催化性能,结果表明,Ni的存在可以调变Pt的电子结构,弱化CO在Pt上的吸附强度,从而提高催化剂对甲醇氧化反应的催化性能。
由此可见,助剂与Pt形成合金后能通过双功能机理、调变Pt的电子结构和几何结构等对Pt的催化性能进行改性。
曲阜师范大学化学与化工学院 毕丽晓等人以NaBH4为还原剂,将K2PtCl6和AgNO3前体进行共还原制备了一系列具有不同组成的碳载PtmAg/C合金催化剂(m为Pt/Ag原子比,m为0.05~1.0),在酸性介质中考察了该系列催化剂对甲醇氧化反应的电催化性能。与单组分Pt/C催化剂相比,系列PtmAg/C催化剂呈现出较高的催化氧化甲醇的活性与抗CO毒化能力,而且该催化剂的性能与其组成密切相关。 随m值增加,PtmAg/C催化剂对甲醇氧化反应的质量比催化活性(MSA)、本征催化活性(IA)与稳定性均逐步增加,当m=0.5时催化活性达到最高,其MSA和IA分别是Pt/C催化剂的5.1和4.8倍。