固相反应法制备Pt-Ru/C催化剂对乙醇氧化的电催化活性研究

0引言近年来,直接甲醇燃料电池(DMFC)由于其燃料来源丰富、价格低廉、甲醇携带和储存安全方便等独特的优越性而越来越受到重视[1]。但是甲醇具有一定的毒性,因此要想实现DMFC在诸如手机、笔记本电脑以及电动车等可移动电源领域的应用,必须探索新的液体燃料以替代有毒性的甲醇。     

HRP在大孔笼状介孔分子筛FDU-12上的固定及直接电化学

用吸附的方法将辣根过氧化物酶(HRP)固定到三维笼状介孔分子筛FDU-12中, 傅立叶变换红外光谱(FTIR)和电化学交流阻抗谱结果表明, 固定后的HRP没有变性, 并表现出良好的直接电化学性质, 其式量电位(E0')为-0.325 V, 在40-300 mV·s-1范围内, 它不随扫描速率变化而变化. 电化学反应速率常数(ks)为1.200 s-1. 固定后的HRP对H2O2有稳定的电催化活性, 该固定酶的方法具有简单、易操作和电极稳定性良好等优点, 可用于获得其他酶或氧化还原蛋白质的直接电子转移以及第三代生物传感器电极的制备.     

葡萄糖氧化酶在炭黑上的固定及直接电化学

经红外光谱和电化学测量证明, 用简单的吸附法能将葡萄糖氧化酶(GOx)固定在炭黑(CB)表面. 电化学测量表明, 固定在CB上的GOx能进行准可逆的直接电化学反应, 其式量电位(E0’)为-0.436 V, 在40-150 mV·s-1范围内, 不随扫描速率而变化. 电化学反应速率常数(ks)为0.800 s-1, 比文献报道的大30多倍. 而且, 固定在CB上的GOx能保持其对葡萄糖氧化的生物电催化活性. 即使在保存两周后, 其电催化活性仅下降了5%, 表明固定在CB上的GOx有良好的稳定性.     

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.     

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).