Pt/C催化剂对甲酸电催化氧化的粒径效应

在甲醇溶剂中,利用SnCl2作为还原剂,通过控制反应条件制备了具有不同粒径Pt粒子的炭载Pt(Pt/C)催化剂.X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)的结果表明,Pt/C催化剂中Pt粒子具有高度的均一性和良好的分散度.电化学研究结果显示,对于甲酸的电催化氧化,Pt/C催化剂存在着明显的粒径效应.当Pt粒子粒径为3.2 nm时,Pt/C催化剂对甲酸的电催化氧化活性最佳.Pt/C催化剂对甲酸氧化的粒径效应与其表面含氧基团含量、Pt粒子的比表面积及相对结晶度相关.     

氢水液相交换反应用高分散度Pt/C/FN疏水催化剂制备及Pt粒径效应研究

以乙二醇代替常规的异丙醇为分散溶剂, H₂PtCl₆为前驱体溶剂, 甲醛为还原剂, 采用改进浸渍还原法制备Pt/C催化剂, 用XRD, TEM和XPS对其进行表征. 改进浸渍还原法容易制备高分散度Pt/C催化剂, 催化剂Pt粒径大小可通过改变溶液pH值控制, pH值从1.6增加至11.3, 铂纳米粒子的平均粒径由3.3 nm减小到1.8 nm. pH值11.3时催化剂中Pt(0), Pt(II)和Pt(IV)的含量分别为43.3%, 30.8%和25.9%. 选择不同Pt粒径大小的Pt/C催化剂与聚四氟乙烯(PTFE)一起负载于泡沫镍(FN), 得到Pt/C/FN疏水催化剂, 考查其对氢水液相交换反应的催化活性, Pt粒径越小, 催化剂活性越高.     

以多聚甲醛为还原剂制备新型阳极Pt/CMK-3催化剂

 以多聚甲醛为还原剂,采用液相还原法制备了Pt/CMK-3直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂,并采用透射电镜和X射线衍射技术对其进行了表征. 结果表明,有序介孔碳CMK-3具有规整的二维有序孔道结构,为DMFC中电子和燃料的传输提供了方便的路径,同时它较大的比表面积使得Pt纳米粒子很好地分散在其表面; Pt/CMK-3催化剂中Pt粒子的平均粒径为2.8 nm, 小于E-TEK公司的商品化Pt/XC-72和以甲醇为还原剂制备的Pt/C-M催化剂,并且粒径分布范围窄,结晶度低. 察了Pt/CMK-3催化剂对甲醇的电催化氧化性能,发现Pt/CMK-3催化剂对甲醇氧化的电催化性能优于Pt/XC-72和Pt/C-M催化剂.     

Pt/C催化剂对乙醇电氧化的粒径效应

利用有机溶胶方法, 通过控制溶剂挥发温度制备了具有不同粒径大小的Pt/C催化剂. 制得的Pt/C催化剂中, Pt粒子具有非常优异的均一性和良好的分散度. 电化学研究表明, 对于乙醇的电催化氧化, Pt/C催化剂存在着明显的粒径效应. 当Pt粒子粒径为3.2 nm时, Pt/C催化剂对乙醇的电催化氧化的质量比活性最佳. X射线光电子能谱(XPS)的研究显示, Pt/C催化剂对乙醇氧化的粒径效应与其零价Pt含量以及Pt粒子的比表面积密切相关.     

氧气在不同粒径Pt/C催化剂上的电催化还原

在甲醇溶剂中,利用SnCl2作为还原剂,通过控制反应条件制备了带有不同粒径Pt粒子Pt/C催化剂。X-射线衍射和透射电镜的研究表明获得的Pt/C催化剂中Pt粒子具有高度的均一性和良好的分散度。电化学研究显示,对于氧气的电催化还原,Pt/C催化剂存在着明显的粒径效应。当Pt粒子粒径为3.2 nm时,Pt/C催化剂对氧气的电催化还原的质量比活性最佳。Pt/C催化剂对氧气的粒径效应可能与其表面含氧基团含量、Pt粒子的比表面积及其晶面结构相关。     

氧气在不同粒径Pt/C催化剂上的电催化还原

在甲醇溶剂中,利用SnCl₂作为还原剂,通过控制反应条件制备了带有不同粒径Pt粒子Pt/C催化剂。X-射线衍射和透射电镜的研究表明获得的Pt/C催化剂中Pt粒子具有高度的均一性和良好的分散度。电化学研究显示,对于氧气的电催化还原,Pt/C催化剂存在着明显的粒径效应。当Pt粒子粒径为3.2nm时,Pt/C催化剂对氧气的电催化还原的质量比活性最佳。Pt/C催化剂对氧气的粒径效应可能与其表面含氧基团含量、Pt粒子的比表面积及其晶面结构相关。     

碳纳米管表面修饰程度对碳纳米管载Pt电催化性能的影响

比较了用不同温度的浓HNO₃处理的碳纳米管(CNTs)作载体的Pt(Pt/CNTs)对甲醇氧化的电催化活性. 结果表明浓HNO₃处理使CNTs表面修饰上的含氧基团对CNTs上沉积Pt粒子的平均粒径有较大影响. 表面修饰程度适当时, 制得的Pt/CNTs中Pt粒子较小, 因此, 对甲醇氧化的电催化活性较高. 而表面修饰程度过大, 易使Pt粒子团聚, 从而降低Pt/CNTs催化剂对甲醇氧化的电化学活性.     

MoP-NC纳米球负载Pt纳米粒子用于高效甲醇电解

实现绿色甲醇电解制氢需要高效的双功能催化剂。本文采用热处理结合乙二醇还原法成功制备了MoP-NC纳米球负载的超细Pt纳米粒子(平均粒径为2.53 nm)复合催化剂(Pt/MoP-NC)用于高效甲醇电解制氢。MoP-NC纳米球不仅能提高Pt纳米粒子的分散性并且增强Pt的抗中毒能力。电化学测试表明Pt/MoP-NC催化剂在酸性甲醇氧化反应(MOR)和析氢反应(HER)中具有较高的催化性能;其中,MOR的正向扫描峰值电流密度为90.7 mA∙cm⁻²,是商业Pt/C催化剂的3.2倍,在10 mA∙cm⁻²的电流密度下,HER的过电位低至30 mV,与商业Pt/C接近。由Pt/MoP-NC||Pt/MoP-NC组装的两电极电解槽驱动10 mA∙cm⁻²的电流密度仅需要0.67 V的电压,比相同条件下电解水的电压低1.02 V,大大降低了能量输入。Pt/MoP-NC的高催化性能主要来源于Pt活性中心与相邻层状多孔球形结构的MoP-NC载体之间电子效应及配体效应引起的抗一氧化碳中毒能力的提升和含氧物种的容易生成。     

Ru, Sn和Co促进的Pt/C催化剂电催化氧化甲醇的性能

 采用溶胶法制备了用于阴离子膜直接甲醇燃料电池的Pt-M/C(M=Ru, Sn和Co)阳极电催化剂,并用X射线衍射和X射线能谱技术对催化剂进行了表征. 结果表明,制备的Pt-M合金颗粒分布均匀,粒径为2～6 nm, 其组成与前驱体中相应金属的原子比基本吻合. 用循环伏安法测定了催化剂在不同碱性条件下的活性. 结果显示,随着碱性的增加,甲醇的起始氧化电位降低,峰电流和催化剂的活性增大; 相同碱强度下催化剂活性顺序为Pt50Ru50/C>Pt50Sn50/C>Pt75Co25/C, 添加Ru可明显提高Pt/C催化剂的活性. Pt50Ru50/C在1.0 mol/L NaOH+1.0 mol/L CH3OH溶液中的峰电流密度可达634.7 mA/mg.     

甲醇重整反应中Pt/Y-Al2O3催化剂纳米Pt粒径与催化性能关系研究

利用硝基甲烷还原法在室温条件下得到了纳米Pt粒径可控的担载Pt/γ-Al2O3催化剂,并利用甲醇重整反应为反应探针考察了Pt粒径与催化反应性能之间的关系,发现催化反应的性能与担载贵金属颗粒粒径之间存在明显的相关性.通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等测试手段对催化剂进行表征,发现钠米Pt的粒径大小不但影响甲醇重整反应的活性,同时也影响反应的选择性,即催化剂的催化性能与担载贵金属粒径之间存在明显的尺度效应.     

固相反应制备的Pt/C催化剂对乙醇氧化的电催化活性

用固相反应法制备了Pt/C催化剂(Pt/C(s))，并研究了该催化剂对乙醇氧化的电催化活性. XRD和TEM测量表明， Pt/C(s)中Pt的平均粒径为3.8 nm，结晶度为2.38，远小于用传统的液相还原方法制得的Pt/C催化剂(Pt/C(l))的平均粒径(8.5 nm)和结晶度(5.56).因此, Pt/C(s)对乙醇的电催化氧化性能远好于液相还原法制得的Pt/C(l).     

Preparation of Pt／C Catalyst with a New and Simple Organic Sol Method

It is reported for the first time that the Pt/C catalyst can be prepared with a new and simple organic sol method using SnCl2 as the reductant. It was found that the average size of the Pt particles in the Pt/C catalysts could be controlled with controlling the preparation conditions. The effect of the average sizes of the Pt particles in the Pt/C catalysts obtained with this method on the electrocatalytical activity of the oxidation of methanol was investigated.     

碳纳米管结构对碳纳米管载Pt催化剂电催化性能的影响

在制备单、双壁及不同管径的多壁碳纳米管(CNTs)的基础上, 用液相还原法把Pt沉积到单、双壁和管径不同的多壁CNTs上. 发现制得的CNTs载Pt(Pt/CNTs)催化剂对甲醇氧化的电催化活性随CNTs管径减小而增加. 这归结于管径小的CNTs的比表面积较大, 含氧基团多, 有利于提高Pt粒子分散度, 加上管径小的单壁CNTs具有更高的导电性, 这些因素都有利于提高Pt/CNTs催化剂对甲醇氧化的电催化活性.     

催化剂浆液制备条件对Pt/C催化剂电化学性能的影响

研究了催化剂浆液分散时间和分散剂等制备条件对Pt/C催化剂电化学活性的影响.结果表明,催化剂浆液的超声振荡时间和分散剂对Pt/C催化剂性能影响很大.当超声分散10 min时,对应的电化学性能最好;低于10 min时,催化剂的分散不够完全,性能较差;超声分散时间过长,则由于浆液温度升高使得样品颗粒团聚长大,导致Pt/C电...     

Pt/WO_3/C nanocomposite with parallel WO_3 nanorods as cathode catalyst for proton exchange membrane fuel cells

Pt/WO3/C nanocomposites with parallel WO3 nanorods were synthesized and applied as the cathode catalyst for proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs). Electrochemical results and single cell tests show that an enhanced activity for the oxygen reduction reaction(ORR) is obtained for the Pt/WO3/C catalyst compared with Pt/C. The higher catalytic activity might be ascribed to the improved Pt dispersion with smaller particle sizes. The Pt/WO3/C catalyst also exhibits a good electrochemical stability under potential cycling. Thus, the Pt/WO3/C catalyst can be used as a potential PEMFC cathode catalyst.     

碳黑预处理对Pt/C催化剂对甲醇氧化电催化活性的影响

直接甲醇燃料电池(DMFC)由于具有较多的优点而受到广泛的关注. 但是碳载Pt (Pt/C)阳极催化剂电催化活性低是限制其应用的一个主要问题. 为了提高Pt/C催化剂对甲醇氧化的电催化性能, 分别用CO₂, 空气, H₂O₂或HNO₃对常用作为载体的Vulcan XC-72碳黑进行预处理. 结果表明, 在用CO₂, 空气, HNO₃, H₂O₂处理的及未处理的碳黑作载体制得的Pt/C催化剂电极上, 甲醇氧化峰的峰电流密度顺序为39, 33, 32, 20和18 mA•cm^－2, 表明用CO₂处理的碳载体制备的Pt/C催化剂对甲醇氧化有最好的电催化活性和稳定性. 其主要原因是用CO₂处理能减少碳黑表面的含氧基团和增加石墨化程度, 而使碳黑的电阻降低及Pt粒子在碳黑上的分散性变好.     

Enhanced electrocatalytic oxygen reduction through electrostatic assembly of Pt nanoparticles onto porous carbon supports from SnCl2-stabilized suspensions

Monodisperse Pt nanoparticles with atomic structures that span the cluster to crystal transition have recently been synthesized in electrostatically stabilized, aqueous-based suspensions. In the present study, the anionic charge from the stabilizing SnCl(2) sheath adsorbed on the surface of these particles is used for the first time to assemble Pt directly onto porous carbon supports via electrostatic assembly. High-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) reveals that these assemblies have substantially higher Pt-C dispersions than obtained from precipitation methods commonly used for commercial electrocatalyst systems. Energy dispersive spectroscopy (EDS) and inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) are used to determine that loadings of 10-30% by weight Pt (particle packing fractions from 0.05 to 0.25) are obtained through a single electrostatic application of these particles on Vulcan carbon, depending on particle size. The highest average oxygen reduction reaction (ORR) mass activity obtained using this approach is 90.4 A/g(Pt) at 0.9 V vs RHE in 0.1 M perchloric acid is with 1-2 nm particles that exhibit a transitional atomic structure. This activity compares to an average value of 74.0 A/g(Pt) obtained from densely packed electrostatic layer-by-layer (LbL) assemblies of unsupported particles and 36.7 A/g(Pt) commercial Vulcan electrocatalyst from Tanaka Kikinzoku Kogyo (TKK). Enhanced activity is observed with electrostatic assembly of any particle size on Vulcan relative to unsupported or commercial electrocatalyst with comparable durability. Such enhanced activity is attributed to improved reactant accessibility to the catalyst surface due to the increase in particle dispersion. An extinction coefficient of 7.41 m(2)/g at 352 nm is obtained across the entire cluster to crystal transition from 20 atom clusters to 2.9 nm single crystal nanoparticles, indicating that observed variation in ORR activity with particle size may be associated primarily with changes in atomic surface structure as opposed to the metallic character of the nanoparticles as assessed by UV-vis spectroscopy.