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高分散在氮掺杂碳纳米管表面铂纳米粒子的高效甲醇电氧化性能

发布时间:2018-02-20 21:01

  本文关键词: 直接甲醇燃料电池 甲醇氧化 铂 纳米粒子 氮掺杂碳纳米管 出处:《无机化学学报》2017年10期  论文类型:期刊论文


【摘要】:以氮掺杂碳纳米管(NCNT)为载体,利用掺杂氮原子的锚定作用,通过微波辅助乙二醇还原法方便地将Pt纳米粒子高分散地固载于NCNT表面,制得了Pt/NCNT系列催化剂,对催化剂制备规律、电催化甲醇氧化反应(MOR)性能及构效关系开展了系统深入的研究。结果表明,随Pt负载量在18.2%~58.7%(w/w,下同)范围增加,Pt纳米粒子的粒径在2.2~3.7 nm范围相应地逐渐增大。单位质量催化剂的MOR催化活性先增加后急剧减小,在负载量为47.8%时达到最大。Pt的质量比活性在中等负载量(27.6%~47.8%)区间出现高值平台。该变化规律源于Pt纳米粒子的MOR催化活性在3 nm前后的明显差异,即3 nm时活性差,3 nm时活性优异。高负载量(58.7%)时活性的急剧下降源于Pt纳米粒子因团聚引起的Pt利用率的降低。
[Abstract]:Using nitrogen-doped carbon nanotube (NCNT) as the carrier, the Pt nanoparticles were easily immobilized on the surface of NCNT by microwave-assisted ethylene glycol reduction by the anchoring action of the doped nitrogen atom. The Pt/NCNT series catalysts were prepared. The properties and structure-activity relationships of electrocatalytic methanol oxidation reaction have been studied systematically and deeply. The results show that, With the increase of Pt loading in the range of 18.2wt / 58.7w / w, the particle size of Pt nanoparticles gradually increased in the range of 2.2103.7nm. The MOR catalytic activity of the unit mass catalyst increased first and then decreased sharply. When the loading amount was 47.8, the mass specific activity of Pt reached the maximum. The high value platform appeared in the range of medium loading amount of 27.6% and 47.8%. The variation law was due to the obvious difference of MOR catalytic activity of Pt nanoparticles before and after 3 nm. In other words, the difference of activity at 3 nm and the activity at 3 nm are excellent. The sharp decrease of the activity at the time of high loading (58.7) results from the decrease of Pt utilization caused by the aggregation of Pt nanoparticles.
【作者单位】: 南京大学化学化工学院介观化学教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(No.21473089,21373108,51571110,21573107) 常州市科技计划(No.CE20130032)资助项目
【分类号】:O643.36;TM911.4

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