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Pt-金属磷化物复合材料在催化甲醇电氧化上的研究进展

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化工设计通讯 2022年第11期48卷 6-9页

作者：张书泉周绍平林宇婷程云龙王粤琪福州大学至诚学院化学工程系福州350002

直接甲醇燃料电池具有能量密度高,绿色环保,燃料运输、储存方便等特点,是最具有潜力的未来小型化学电源与可移动电源之一。甲醇电催化氧化是直接甲醇燃料电池的核心反应,因此研发高效、低成本、长寿命的甲醇电氧化催化剂,是当前该领域... 详细信息

直接甲醇燃料电池具有能量密度高,绿色环保,燃料运输、储存方便等特点,是最具有潜力的未来小型化学电源与可移动电源之一。甲醇电催化氧化是直接甲醇燃料电池的核心反应,因此研发高效、低成本、长寿命的甲醇电氧化催化剂,是当前该领域的研究重点。由于在酸性条件下进行甲醇电催化氧化过程中Pt的不可替代性,开发能够促进甲醇转化为二氧化碳和水的助催化剂是当前主要的研究方向。过渡金属磷化物由于其导电性好,种类丰富,优异地促进水分解产生-OH的能力,非常适合于作为Pt的助催化剂与载体材料。因此,总结了近年来用于催化甲醇电氧化的几类Pt-金属磷化物复合催化剂的研究进展,着重阐述了甲醇电氧化的反应机理,复合催化剂各组分在甲醇电氧化各阶段的作用,复合催化剂的形貌特征、催化活性,以及复合催化剂中不同组分之间协同作用等。最后对目前应用于甲醇电氧化的Pt-金属磷化物复合催化剂的缺点以及未来的发展方向进行了展望。

关键词：直接甲醇燃料电池甲醇电氧化金属磷化物 Pt基催化剂复合催化剂

Pt／PMo12/PEDOT／GC电极的制备及其甲醇电氧化性能

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电化学 2013年第2期19卷 164-168页

作者：马静华王睿翔谭一良王珊珊张艳勤樊友军广西师范大学药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室化学化工学院广西桂林541004

将磷钼酸(PMo12)修饰到电化学聚合制得的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)(PEDOT/GC)膜表面(PMo12/PEDOT/GC),随后电沉积Pt得Pt/PMo12/PEDOT/GC电极.研究了PMo12和PEDOT对电极氧化甲醇性能的影响.结果表明,PMo12改变了电极上负载Pt的形态和结构,导致Pt纳米结构边缘产生尖锐的刺状结构.Pt/PMo12/PEDOT/GC和Pt/PEDOT/GC电极有较好的甲醇氧化电催化活性,而前者尤佳.PEDOT不仅提高甲醇氧化的电流,还使甲醇的起始氧化电位负移.进一步修饰PMo12后,可明显增大甲醇氧化的电流.

关键词：聚3'4-乙烯二氧噻吩磷钼酸燃料电池阳极催化剂甲醇电氧化

以铂高指数晶面纳米晶为载体担载过渡金属催化甲醇电氧化

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石油化工 2021年

作者：王翊博李昀芮谢枫苡徐展硕王耀张鑫中国石油大学重质油国家重点实验室化学工程与环境学院

易于重构的Pt基高指数晶面（HIF）不稳定结构，是由其较高的表面能和丰富的配位不饱和的表面原子造成的，这是其作为催化应用的一个明显缺点。本文提出将一种或多种非贵金属作为“活性助剂”负载到与HIF结合的贵金属纳米晶体的表面，以... 详细信息

易于重构的Pt基高指数晶面（HIF）不稳定结构，是由其较高的表面能和丰富的配位不饱和的表面原子造成的，这是其作为催化应用的一个明显缺点。本文提出将一种或多种非贵金属作为“活性助剂”负载到与HIF结合的贵金属纳米晶体的表面，以设计、制备稳定结构的纳米催化剂，为Pt基高指数纳米晶的稳定策略提供新思路。本文设计了用作概念验证实例的，以Pt;Mn凹面立方体（CNC）为载体，引入非贵金属Sn，制备Sn/Pt;Mn催化剂，并显示出增强的甲醇催化性能。Sn/Pt;Mn催化剂比Pt;Mn CNC和市售Pt/C对甲醇的催化活性显著提高，并且稳定性也得到增强。借助高分辨率透射电子显微镜和X射线衍射，探讨了Sn/Pt;Mn CNC用于甲醇电氧化的结构性能关系。本文提出了一种有前景的策略制备结构稳定的具有高指数晶面的纳米催化剂，为Pt基高指数纳米晶的结构稳定及其催化应用具有积极的作用和启示。

关键词：铂基合金催化剂高指数面锡修饰电子效应甲醇电氧化

以铂基高指数晶面纳米晶为载体负载过渡金属催化甲醇电氧化

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石油化工 2020年第11期49卷 1049-1054页

作者：王翊博李昀芮谢枫苡徐展硕王耀张鑫中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室化学工程与环境学院北京102249

易于重构的Pt基高指数晶面(HIF)的结构不稳定,基于此提出将一种或多种非贵金属作为活性助剂负载到与HIF结合的贵金属纳米晶体的表面,以设计、制备稳定结构的纳米催化剂。以Pt3Mn凹面立方体为载体,引入非贵金属Sn,制备了Sn/Pt3Mn催化剂,... 详细信息

易于重构的Pt基高指数晶面(HIF)的结构不稳定,基于此提出将一种或多种非贵金属作为活性助剂负载到与HIF结合的贵金属纳米晶体的表面,以设计、制备稳定结构的纳米催化剂。以Pt3Mn凹面立方体为载体,引入非贵金属Sn,制备了Sn/Pt3Mn催化剂,采用XRD和TEM对其进行了表征,考察了催化剂的甲醇电氧化催化性能,探讨了催化剂的结构与性能的关系。实验结果表明,与Pt3Mn凹面立方体和市售Pt/C催化剂相比,Sn/Pt3Mn催化剂对甲醇电氧化的催化活性显著提高,且稳定性增强;Sn质量分数为0.5%的Sn/Pt3Mn催化剂的面积比活性是Pt3Mn凹面立方体的2.84倍。

关键词：铂基合金催化剂高指数晶面锡修饰电子效应甲醇电氧化

Pt/TiO_2-NTs复合材料的制备及其甲醇电氧化机理研究

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材料导报 2011年第8期25卷 74-76页

作者：董斌徐茂文柴永明柳云骐刘晨光中国石油大学(华东)化学化工学院青岛266555 新疆师范大学化学化工学院乌鲁木齐830006

采用水热法合成锐钛矿型TiO2纳米管(TiO2-NTs),并以其为载体制备了Pt/TiO2-NTs复合材料。用TEM、XRD对复合材料的形貌和结构进行了表征,TEM测试表明Pt纳米粒子以簇状形式均匀地分散在TiO2纳米管表面。运用循环伏安法研究了Pt/TiO2-NTs... 详细信息

采用水热法合成锐钛矿型TiO2纳米管(TiO2-NTs),并以其为载体制备了Pt/TiO2-NTs复合材料。用TEM、XRD对复合材料的形貌和结构进行了表征,TEM测试表明Pt纳米粒子以簇状形式均匀地分散在TiO2纳米管表面。运用循环伏安法研究了Pt/TiO2-NTs复合材料在不同条件下对硫酸中甲醇的电催化活性,并讨论了甲醇的电氧化机理。结果表明,Pt/TiO2-NTs复合材料具有出色的电催化活性。因此,TiO2-NTs被认为是非常有潜力的燃料电池贵金属催化剂载体材料。

关键词：二氧化钛纳米管 Pt纳米颗粒甲醇电氧化

工艺条件对Pt/CA甲醇电氧化催化性能的影响

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电源技术 2008年第5期32卷 320-322,325页

作者：夏小芸原鲜霞杜娟巢亚军余江虹张慧娟曾鑫马紫峰上海交通大学化学工程系上海200240

以炭气凝胶(CA)为载体,采用液相浸渍还原法制备了Pt/CA催化剂,对比研究了各种制备工艺条件包括还原温度、热处理和还原剂种类对Pt/CA催化剂甲醇电氧化催化性能的影响。结果表明:当以HCHO为还原剂时,80℃比60℃更有利于制得结晶完好、电... 详细信息

以炭气凝胶(CA)为载体,采用液相浸渍还原法制备了Pt/CA催化剂,对比研究了各种制备工艺条件包括还原温度、热处理和还原剂种类对Pt/CA催化剂甲醇电氧化催化性能的影响。结果表明:当以HCHO为还原剂时,80℃比60℃更有利于制得结晶完好、电化学活性表面积大的高活性甲醇电氧化催化剂,热处理不仅不能改善该催化剂的甲醇电氧化催化性能,反而使其中的Pt颗粒团聚长大、电化学活性表面积降低、甲醇电氧化催化性能下降;与HCHO相比,乙二醇作为还原剂更有利于制得电化学活性表面积大、甲醇电氧化催化活性高的Pt/CA催化剂。

关键词：炭气凝胶 Pt/CA催化剂制备工艺条件甲醇电氧化

Mo对石墨烯负载PtRu催化剂甲醇电氧化促进作用

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电源技术 2013年第2期37卷 222-225页

作者：曹小荣叶飞余林陈胜洲林维明广东工业大学轻工化工学院广东广州510006 广州大学化学化工学院广东广州510006

采用Hummers液相氧化法合成氧化石墨,进而在室温下采用浸渍还原法制得石墨烯(G)负载的PtRu/G和PtRuMo/G催化剂。采用X射线衍射(XRD)、能量散射X射线谱(EDX)及扫描电镜(SEM)对氧化石墨和催化剂进行了表征,并使用交流阻抗法(EIS)、线性扫... 详细信息

采用Hummers液相氧化法合成氧化石墨,进而在室温下采用浸渍还原法制得石墨烯(G)负载的PtRu/G和PtRuMo/G催化剂。采用X射线衍射(XRD)、能量散射X射线谱(EDX)及扫描电镜(SEM)对氧化石墨和催化剂进行了表征,并使用交流阻抗法(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)和计时安培法(CA)测试了催化剂催化甲醇电氧化的性能。结果表明:PtRuMo/G和PtRu/G催化剂的粒径分别为4.7、6.4 nm,PtRuMo/G催化剂催化甲醇电氧化的活性和稳定性都高于PtRu/G催化剂,Mo对PtRu/G催化剂的掺杂改性具有良好的促进作用。

关键词：石墨烯甲醇电氧化 PtRuM0 G催化剂直接甲醇燃料电池

含氧复合型Pt/C催化剂的制备、表征及其对甲醇电氧化催化性能的研究

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北京科技大学学报 2007年第12期29卷 1241-1245,1253页

作者：张红飞王博王新东北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

利用亚锡酸对氯铂酸的弱的多步骤还原制备新型Pt/C催化剂.用XRD、HRTEM、EDS、DSC以及氢吸附电化学对所制备的催化剂进行了表征,并用循环伏安和恒电位极化对其进行了甲醇电氧化催化活性测定.实验结果表明,应用亚锡酸法合成的Pt/C催化剂... 详细信息

利用亚锡酸对氯铂酸的弱的多步骤还原制备新型Pt/C催化剂.用XRD、HRTEM、EDS、DSC以及氢吸附电化学对所制备的催化剂进行了表征,并用循环伏安和恒电位极化对其进行了甲醇电氧化催化活性测定.实验结果表明,应用亚锡酸法合成的Pt/C催化剂具有很高的甲醇电氧化催化活性,在0.5V(SCE)电位下,其质量活性约为亚硫酸路线合成的Pt/C催化剂的2倍.亚锡酸法可在纳米尺度范围内生成金属Pt和Pt氧化物共存的复合型碳载催化剂,这种含氧复合型催化剂可以促进Pt在甲醇电氧化过程中双功能作用的有效协调.

关键词：燃料电池 Pt/C催化剂甲醇电氧化亚锡酸法

Pt/CNTs催化剂的微波法制备及其对甲醇电氧化的催化性能

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郑州大学学报（理学版） 2010年第2期42卷 95-99页

作者：王建设杨长春赵建宏王留成宋成盈郑州大学化工与能源学院河南郑州450001 郑州大学化学系河南郑州450001

为快速制备高分散Pt催化剂,首先对氯铂酸乙二醇溶液微波加热制备了Pt颗粒,然后将Pt颗粒吸附在碳纳米管(CNTs)表面,得到了Pt/CNTs系列催化剂.用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)考察了NaOH对催化剂颗粒大小和分散的影响,结果表明,NaOH有助... 详细信息

为快速制备高分散Pt催化剂,首先对氯铂酸乙二醇溶液微波加热制备了Pt颗粒,然后将Pt颗粒吸附在碳纳米管(CNTs)表面,得到了Pt/CNTs系列催化剂.用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)考察了NaOH对催化剂颗粒大小和分散的影响,结果表明,NaOH有助于降低Pt颗粒尺寸和增加Pt颗粒分散稳定性,从而得到CNTs表面均匀分布的Pt催化剂.并对催化剂进行循环伏安扫描,结果表明,Pt/CNTs对甲醇电氧化活性较好.

关键词： Pt/CNTs 微波法制备甲醇电氧化