( PtAuPt) HNGC 的制备及对甲酸氧化的电催化性能
随着工业化进程的加快和人们物质生活水平的提高,能源消耗加剧,石化燃料日趋减少,生态环境不断恶化,发展低碳经济、实行节能减排和开发可再生能源已经成为世界各国实现可持续发展的基本共识.甲醇和甲酸等C1 有机小分子燃料电池是新能源开发的重要组成部分.直接甲酸燃料电池(DFAFCs)与直接甲醇燃料电池(DMFCs)相比,具有更高的单电池电动势、能量密度和功率密度;毒性、可燃性更低, 安全环保;在全氟磺酸质子交换膜中的渗透率低,对阴极电势影响小.近年来,关于钯和铂基多元纳米金属催化剂[如PtM(M 为Au, Ru, Sn, W, Pd, Bi 等)]电催化甲酸氧化行为的研究更加广泛深入. 研究者们利用纳米金属的“小尺寸冶和“量子尺寸冶效应 、多元金属之间的“电子效应冶和“第三体效应冶[阻止CO 在催化剂表面的吸附,提高催化剂电催化甲酸氧化的活性、稳定性和使用寿命. 特别是发现金氧化物对CO 氧化的催化活性后,利用金、铂各自的优势, 深入开展了Au鄄Pt 二元催化剂电催化反应的研究Au 不但可对Pt 的d鄄带电子能级进行调变,还可使Pt不易溶出,因此大大提高了Pt 的催化活性、抗中毒能力和稳定性. You 等通过电化学方法在电纺碳纳米纤维(CNF)上沉积双金属制备了Ptx Au100-x / CNF催化剂,该催化剂在酸性条件下电催化甲酸氧化活性明显优于Pt/ CNF, 他们认为在Ptx Au100-x / CNF上甲酸主要通过直接氧化途径， Lin等采用静电自组装方法制备了新型PtAu 双元体系(Pt-around-Au), 极大提高了对甲酸的催化活性,并对甲酸的氧化机理提出了新的解释. 应该指出的是,钯和铂基多元纳米金属催化剂与对应的宏观金属催化剂相比,虽然起初比单位质量的同种宏观金属催化剂的活性高,但因其比表面积大、表面能高,易团聚而降低或失去催化活性, 即使将其修饰、组装在纳米碳纤维或负载在高比表面积的碳粉中以阻止其团聚失活, 效果仍不理想, 仍需寻找新的方法进一步提高其催化活性与稳定性.空心球壳结构的金属纳米粒子比同体积的实心金属纳米粒子具有更优异的催化性能, 合成组分可调,粒径、壳厚可控的一元和多元过渡金属纳米空球是研制催化性能优异、性价比高的新型催化剂的新途径.商中景等以Se溶胶为模板,抗坏血酸为还原剂,氯铂酸和氯金酸为反应物, 批量合成多层核壳结构的Se@ Pt@ Au@ Pt实心纳米粒子,采用化学和电化学方法彻底除去硒后,得到“三明治冶式结构的Pt-Au-Pt双金属纳米空球[(PtAuPt)HN ]及其修饰玻碳(GC)电极[(PtAuPt)HN / GC].以甲酸为探针分子,考察了其对甲酸氧化的电催化行为.