Pt-Au/CNT@TiO2 as a High-Performance Anode Catalyst for Direct Methanol Fuel Cells

催化作用 过电位 材料科学 X射线光电子能谱 循环伏安法 碳纳米管 甲醇 化学工程 电化学 介电谱 纳米技术 分析化学(期刊) 化学 物理化学 电极 有机化学 工程类
作者
Xiuyu Wang,Jingchang Zhang,Hong Zhu
出处
期刊:Chinese Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:32 (1-2): 74-79 被引量:33
标识
DOI:10.1016/s1872-2067(10)60163-5
摘要

Multi-walled carbon nanotubes (CNT) modified using TiO2 nanoparticles (CNT@TiO2) were prepared. Then, Pt-Au/CNT@TiO2 catalysts were prepared by a deposition-UV-photoreduction method for direct methanol fuel cells. The physico-chemical properties of the catalysts were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The catalytic performance was evaluated by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The Pt-Au nanoparticles were found to be uniformly deposited onto the CNT@TiO2 support and had diameters of 2–3 nm. Compared with the Pt-Au/CNT catalyst that was made using a general chemical method, Pt-Au/CNT@TiO2 exhibits higher CO-tolerance for the following reasons. Firstly, the strong interaction between the Pt-Au alloy and TiO2 leads to an increase in electron density on the metallic Pt-Au, which transfers electrons to the ϕ $CO* orbital of CO and weakens C–O binding while the oxidation overpotential is lowered. Secondly, the high-valence Ti ions dissociate water to form OHad (ad: adsorbed) species, which then reacts with the strongly bound COad on the Pt surface to form CO2. : 以 TiO2 包覆的多壁碳纳米管 (CNT@TiO2) 为载体, Pt 和 Au 为活性物质, 采用沉积紫外光催化还原法制备出高活性的甲醇阳极电催化剂 Pt-Au/CNT@TiO2, 并采用 X 射线衍射、透射电镜和 X 射线光电子能谱对催化剂样品的物化特征进行表征. 催化剂的抗毒性能用循环伏安和交流阻抗测试来表征. 结果表明, 粒径为 2∼3 nm的 Pt-Au 纳米粒子均匀的分散在 CNT@TiO2 载体上. 与普通化学还原方法制备的 Pt-Au/CNT 电催化剂相比, Pt-Au/CNT@TiO2 催化剂表现出更高的抗毒性. 这是因为: (1) Pt-Au 合金和 TiO2 的相互作用使 Pt-Au 合金的电子密度增加, Pt-Au 电子密度的增加会传递部分电子到 CO 的反键轨道上, 从而削弱碳氧键, 最终促使过氧化电位降低; (2) 高价态的钛离子分解水分子从而形成吸附态的 OHad 物种, 此物种与吸附在 Pt 表面的 CO 反应最终生成 CO2.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
李大晴完成签到,获得积分20
刚刚
湘寳完成签到,获得积分10
刚刚
任性鞋垫完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
隐形曼青应助李wf采纳,获得10
1秒前
1秒前
wuli发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
lalala完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
王大玉发布了新的文献求助10
3秒前
落尘完成签到,获得积分10
3秒前
小二郎应助焦糖开水采纳,获得10
3秒前
4秒前
木棉花糖发布了新的文献求助20
4秒前
白石人家应助飘逸问梅采纳,获得10
5秒前
CipherSage应助hys采纳,获得10
5秒前
勇敢牛牛发布了新的文献求助10
5秒前
yst发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
陈科发布了新的文献求助10
6秒前
顺利的紫槐完成签到,获得积分10
6秒前
yhp关闭了yhp文献求助
7秒前
wzb发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
香蕉觅云应助zy采纳,获得10
7秒前
eee发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
dujianing发布了新的文献求助10
8秒前
伍新完成签到,获得积分10
8秒前
Taylor发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助畅快皮皮虾采纳,获得10
9秒前
积极幻桃完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
Orange应助刻苦亦丝采纳,获得10
12秒前
Xzw完成签到 ,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7763569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308000
关于积分的说明 20303407
捐赠科研通 7348373
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314043
关于科研通互助平台的介绍 2463776
邀请新用户注册赠送积分活动 2328148