订阅
纠错
加入自媒体

激光制备高分散超细铂/还原石墨烯复合材料研究方面取得进展

2016-06-16 10:05
姚看江湖
关注

  随着不可再生能源的急剧消耗以及众多环境污染问题的出现,人类对“绿色”能源的需求也更加迫切。作为众多“绿色”能源的一种,直接甲醇燃料电池(DMFC)可以将甲醇和氧化剂的化学能直接转化成电能。由于其燃料廉价、结构简单、能量密度和转换率高及近乎零污染等优点,这种燃料电池吸引了众多研究者的关注。目前,直接甲醇燃料电池使用的电极催化剂大多为铂基催化剂,而这种催化剂制备成本高,催化活性及稳定性差,严重阻碍了DMFC的商业化。因此,合成一种具有高催化活性且较为廉价的铂基复合催化剂对DMFC的发展具有较大意义。

  近来,基于液相激光熔蚀(Laser ablation in liquids, LAL)技术,固体所研究人员发展了一种简便且“绿色”的合成方法来制备Pt/rGO纳米复合材料。图1(a)显示的是这种复合材料的合成过程示意图。LAL诱导的高活性锰胶体(MnOx)颗粒能均匀的负载在氧化石墨烯(GO)纳米片上,形成MnOx/rGO纳米复合材料。这种高活性的MnOx颗粒不但能作为还原剂同时还原PtCl62−和GO,而且还能作为牺牲模板原位固定被还原的超细Pt纳米颗粒。最终得到的Pt纳米颗粒粒径大约在1.8纳米左右(图1b和c),且均匀地分布在rGO纳米片上。

  与商用的Pt/C催化剂相比,无论是在酸性还是碱性介质中,这种Pt/rGO催化剂对甲醇氧化均展现出较高的催化活性(图1d和e)和稳定性(图1f和g)。上述研究结果表明,合成的Pt/rGO催化剂在DMFC方面具有潜在的应用前景,且该合成方法为今后贵金属/石墨烯纳米复合材料的合成提供了一种新的思路。

  相关工作已在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上发表(ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 22935?22940)。 该项研究得到了国家重点基础研究发展计划(No. 2014CB931704),国家自然科学基金的支持。

  图1. Pt/rGO催化剂:(a)合成过程示意图;(b和c)TEM图片及Pt纳米颗粒的粒径分布直方图;(d和e) 与商用Pt/C催化剂在酸性和碱性介质中催化活性的对比结果;(f和g)与商用Pt/C催化剂在酸性和碱性介质中催化稳定性的对比结果。

 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号