钯银催化剂核壳结构纳米棒阵列的制备
传统的质子交换膜燃料电池等需要H2 作燃料, O2 为氧化剂, 但是体积能量密度低, 难以应用于高能量密度的便携和移动电源. 使用液体燃料和氧化剂被认为是提高能量密度的有效途径 .直接硼氢化物燃料电池(DBFC)是以硼氢化物(溶于碱溶液中)为燃料的燃料电池, 硼氢化物是含氢量很高的储氢材料, 氧化速率快, 理论上NaBH4 的直接电氧化为8e 反应, 因而具有很高的比容量和比能量(NaBH4 中氢的质量分数为11%, 比能量为9300 W•h/ kg, 比容量为2850 W•h/ dm3), 有望成为新一代空间电源、水下电源和下一代高能量密度的便携和移动电源. 硼氢化物电氧化的催化剂主要是Pd, Pt 和Au 等贵金属, Pt 和Pd 等虽然有较高的催化活性, 但也易发生BH-4 的水解反应. 为改善催化性能, 贵金属复合催化剂成为研究的热点, Northwood 等和He 等研究了Ag, Os及Ag-Pt, Ag-Au, Ag-Ir, Au-Pd 和Os-Sn, Os-Mo, Os-V 等纳米粒子对NaBH4 的电催化性能, 发现Ag-Pt和Ag-Ir 具有较好的电化学活性, 其中Ag-Pt 合金表现出了最负的氧化电位和最高的稳态电流密度. 徐阳等利用丙酮与钛板反应, 得到具有核壳结构的C@ TiO2 纳米棒阵列, 然后利用电沉积法在C@ TiO2基体上沉积Pd-Ag 合金作为催化剂, 并研究了其对硼氢化钠电氧化反应的催化性能.将钛片分别在丙酮、异丙醇和乙醇中超声15 min 以除去钛表面的油污, 然后用去离子水反复洗涤以除去有机溶剂. 配制V(HF) ：V(HNO3 ) ：V(H2O)= 1 ：4 ：5的溶液(溶液中HF 浓度为5-7 mol/ L,HNO3 浓度为9 mol/ L), 放入钛片浸泡5 min 以除去钛片表面的氧化层, 然后用去离子水洗涤数次, 在Ar 气保护下干燥. 向管式炉中先通入Ar 气排除管内的水和空气, 然后放入处理好的钛片, 控制升温速率为5 ℃/ min 升温到850 ℃, 通入丙酮继续加热90 min, 然后冷却至室温, 即得到表面生长了核壳结构C@ TiO2 纳米棒阵列的Ti 基片. 在三电极体系中, 以表面生长了C@ TiO2 纳米棒阵列的钛片为工作电极, 石墨电极为对电极, Ag/ AgCl 电极为参比电极, 以1.0(或0) mmol/ L PdCl2 + 1.0 mol/ LNaCl+1.0(或0, 0.5, 2.0) mmol/ L AgNO3 +1.0 mol/ L KI 的混合溶液为电解液在恒电位(-0.4 V)下沉积1 h 来制备不同比例Pd-Ag 修饰的C@ TiO2 纳米棒阵列电极, 分别记为Pd-Ag(0 :1, 1 :2, 1 :1,2 :1, 1 :0) / C@ TiO2 电极(括号中数值代表电极制备时Pd 与Ag 的摩尔比).