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High-performance Pt catalysts supported on hierarchical nitrogen-doped carbon nanocages for methanol electrooxidation

引用

Chinese Journal of Catalysis 2016年第7期37卷 1149-1155页

作者：蒋湘芬王学斌沈丽明吴强王秧年马延文王喜章胡征南京大学化学化工学院介观化学教育部重点实验室中国江苏南京210023 日本国立材料研究所国际纳米结构材料研究中心日本筑波3050044

Hierarchical nitrogen-doped carbon nanocages （hNCNC） with large specific surface areas were used as a catalyst support to immobilize Pt nanoparticles by a microwave-assisted polyol method. The Pt/hNCNC catalyst with 20 wt% loading has a homogeneous dispersion of Pt nanoparticles with the average size of 3.3 nm, which is smaller than 4.3 and 4.9 nm for the control catalysts with the same loading supported on hierarchical carbon nanocages （hCNC） and commercial Vulcan XC-72, respec- tively. Accordingly, Pt/hNCNC has a larger electrochemical surface area than Pt/hCNC and Pt/XC-72. The Pt/hNCNC catalyst exhibited excellent electrocatalytic activity and stability for methanol oxidation, which was better than the control catalysts. This was attributed to the en- hanced interaction between Pt and hNCNC due to nitrogen participation in the anchoring function. By making use of the unique advantages of the hNCNC support, a heavy Pt loading up to 60 wt% was prepared without serious agglomeration, which gave a high peak-current density per unit mass of catalyst of 95.6 mA/mg for achieving a high power density. These results showed the potential of the Pt/hNCNC catalyst for methanol oxidation and of the new hNCNC support for wide applications.

关键词： methanol oxidationfuel cellsplatinum catalysthierarchical nitrogen-doped carbon nanocageshigh performance

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