被稱作過渡金屬碳化物（mxenes）的Ti₃C₂T_x近來被用于聚合物燃料電池（PEMFC）催化劑負(fù)載,鉑（Pt）/Ti₃C₂T_x催化劑表現(xiàn)出獨特的高耐久性和氧還原反來應(yīng)活性。本文首先通過加入Ti₃C₂T_x的Pt催化劑（Pt+TiC）與純Pt催化劑的對比實驗,證實了Ti₃C₂T_x對Pt催化活性確實有促進作用;在此基礎(chǔ)之上,進一步將分散均勻的Ti₃C₂T_x的二維（2D）納米材料和一維（1D）碳納米管（CNT）在液相中充分混合,得到一種混合結(jié)構(gòu)負(fù)載;然后加入氯鉑酸并還原,進而得到一種由零維（0D）鉑顆粒、1D碳納米管、2D Ti₃C₂T_x共3種不同維度材料構(gòu)成混合結(jié)構(gòu)的催化劑。通過對比沒有加入Ti

【文章來源】：化工進展. 2017,36(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

樣品TEM圖

·576·化工進展2017年第36卷圖2樣品XRD圖圖3樣品Pt-CNT、Pt-CNT/TiC的XRD圖2DTi3C2Tx納米材料在圖3(b)中沒有明顯的衍射峰，可能與其量少并且分散均勻有關(guān)。2.3電化學(xué)測試圖4為樣品Pt、TiC+Pt分別在H2SO4溶液和CH3OH溶液中的CV曲線。分別對比圖４(a)在–0.2～0.1V附近的氫脫附峰和圖４(b)的甲醇氧化還原峰，可以看到催化劑TiC+Pt的活性明顯高于純Pt催化劑的活性，這一電化學(xué)現(xiàn)象驗證了Ti3C2Tx作為載體對Pt的催化活性有促進作用，為后續(xù)實驗提供有力支撐。圖5(a)顯示為H2SO4溶液中的CV曲線。去除雙電層電容，可以計算在–0.2～0.1V附近的氫脫附峰面積，即Pt-CNT、Pt-CNT/TiC材料的電化學(xué)活性面積（S）分別為15.65m2/g、23.14m2/g。計算公式為式(1)[26]。H3PtPtg100.21-QSMS(1)式中，0.21為轉(zhuǎn)換因子，mC/cm2；SPt為材料的電化學(xué)活性面積，m2/g；QH為在欠電位沉積；MPt為單位面積Pt的負(fù)載量，mg/cm2；Sg為玻碳電極的表面積，cm2。顯然，Pt-CNT/TiC的S比Pt-CNT大，因而活性更高，這說明2DTi3C2Tx納米片上—OH、—F等基團的錨定作用，和1DCNT組成的混合維度負(fù)載了更為均勻的0DPt粒子。該種混合結(jié)構(gòu)將會有利圖4樣品Pt、TiC+Pt在兩種不同溶液中的CV曲線

·576·化工進展2017年第36卷圖2樣品XRD圖圖3樣品Pt-CNT、Pt-CNT/TiC的XRD圖2DTi3C2Tx納米材料在圖3(b)中沒有明顯的衍射峰，可能與其量少并且分散均勻有關(guān)。2.3電化學(xué)測試圖4為樣品Pt、TiC+Pt分別在H2SO4溶液和CH3OH溶液中的CV曲線。分別對比圖４(a)在–0.2～0.1V附近的氫脫附峰和圖４(b)的甲醇氧化還原峰，可以看到催化劑TiC+Pt的活性明顯高于純Pt催化劑的活性，這一電化學(xué)現(xiàn)象驗證了Ti3C2Tx作為載體對Pt的催化活性有促進作用，為后續(xù)實驗提供有力支撐。圖5(a)顯示為H2SO4溶液中的CV曲線。去除雙電層電容，可以計算在–0.2～0.1V附近的氫脫附峰面積，即Pt-CNT、Pt-CNT/TiC材料的電化學(xué)活性面積（S）分別為15.65m2/g、23.14m2/g。計算公式為式(1)[26]。H3PtPtg100.21-QSMS(1)式中，0.21為轉(zhuǎn)換因子，mC/cm2；SPt為材料的電化學(xué)活性面積，m2/g；QH為在欠電位沉積；MPt為單位面積Pt的負(fù)載量，mg/cm2；Sg為玻碳電極的表面積，cm2。顯然，Pt-CNT/TiC的S比Pt-CNT大，因而活性更高，這說明2DTi3C2Tx納米片上—OH、—F等基團的錨定作用，和1DCNT組成的混合維度負(fù)載了更為均勻的0DPt粒子。該種混合結(jié)構(gòu)將會有利圖4樣品Pt、TiC+Pt在兩種不同溶液中的CV曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁空氣電池關(guān)鍵技術(shù)研究進展[J]. 王誠,邱平達,蔡克迪,肖堯,楊蕊,左朋建.  化工進展. 2016(05)
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[3]石墨烯制備新技術(shù)及其在燃料電池催化劑中的應(yīng)用[J]. 譚習(xí)有,黎華玲,彭洪亮,鐘軼良,廖世軍.  化工進展. 2013(S1)



本文編號：3026754