铂-铱-锡三元催化剂活性结果图
乙醇完全氧化程度及其选择性氧化生成CO2量是评价直接乙醇燃料电池DEFCs催化剂性能的一种常见方法.众所周知,在Pt基催化剂中添加Ru或Sn等第二组分能够提高乙醇氧化反应(EOR)的活性; 但在乙醇电催化过程中通常产生少量的CO2.与Pt-Sn合金催化剂相比, Pt-SnOx催化剂上CO2选择性略高,但低于纯Pt催化剂的,且产物仍以乙醛为主.de Souza等研究了乙醇在Pt, Rh和PtRh电极上的电化学行为, 发现Rh对乙醇氧化的电化学活性并不高, 纯Pt与Pt 73 Rh10具有相同的电流密度, 但Pt73Rh27的CO2产率最高. 最近, Li等发现, 在Pt-SnO2/C中添加Rh可以在提高断裂C-C键的能力的同时, 提高乙醇氧化的电流密度. 有关含Ir催化剂用于乙醇电催化反应的报道较多. Cao等发现, Ir 基催化剂如Ir3Sn/C的EOR活性优于Pt3Sn/C. IrO2的存在使Pt-IrO2表现出良好的DEFCs催化性能. 据报道, Ir和Sn共负载的催化剂Pt68Sn9Ir23/C也是优良的EOR催化剂. Fatih等进一步合成了一系列四元 PtRuIrSn/C催化剂. 其中Pt 30Ru30Ir10Sn30/C催化剂表现出最高的活性和较好的稳定性. 以上结果表明, 添加Ir可提高EOR活性, 促进COads类吸附物种在金属表面活性位上的氧化.
然而, 由于催化反应体系的复杂性, 目前有关各组分在催化剂中的作用还不清楚。基于此，延边大学理学院化学系赵莲花等人采用改良的Bönnemann法合成了一系列新型炭载 Pt-Ir-SnO2催化剂. 电化学结果表明, 在室温下新型电催化剂Pt-Ir0.07-SnO2/C可有效断裂乙醇中C–C键, 促进乙醇在低电位下完全氧化, 其CO2 生成量为Pt/C催化剂的2倍. 另外, 该三元催化剂显著增强乙醇的氧化反应, 在室温下其电流密度为Pt/C的3倍.