王建设，马 云，程相林，赵建宏，宋成盈，王留成

（郑州大学，郑州 450001）

0 前 言

以有机小分子如甲醇[1]、乙醇[2]、甲酸[3]和甲酸盐[4]为燃料的直接液体燃料电池普遍采用以贵金属Pt、Pd为主的催化剂。减少贵金属Pt和Pd的用量能够有效降低催化剂的生产成本，有利于促进直接液体燃料电池的商业化。一般来说，降低催化剂用量可从设计合适的催化剂结构[5-6]和探索简单易行的催化剂合成方法[7-8]两个方向入手。对于催化剂结构设计来说，核-壳结构及其类似结构一直是人们争相研究的热点以及重点。此类结构不仅可大幅提高贵金属利用率，还能通过“核”金属有效调控表层贵金属的催化性能。在合成方法上，原位电沉积制备高利用率Au和Ru[9-10]体现出了电化学的优势。此外，通过欠电位沉积 Cu然后进行置换反应（galvanic replacement reaction, GRR）[11-12]也是制备高利用率催化剂时广泛采用的电化学方法。

在GRR反应中，由于Pt、Pd仅在Cu欠电位沉积的位置（例如 Au颗粒表面）完成置换反应，有效避免了Pt、Pd沉积在电导率较低的基底上（比如，作为助催化剂的金属氧化物）。而采用化学法制备Pt、Pd系催化剂时，由于Pt也会在Ni(OH)2/GNs[13]和CeO2/C[14]等这些低电导率的基底上发生沉积，因而会严重降低Pt的利用率。此外，所有的液体燃料电池都面临阳极催化剂极易发生中毒[15-16]这个共同的问题，。为有效避免催化剂中毒，研究者们做了大量的工作，包括调整催化剂构成[17]、颗粒大小[18]、晶型[19]、载体[20]、催化剂基底[21]以及尝试不同的助催化剂[22]。大量研究表明，CeO2的加入能够有效提高Pt系和Pd系液体燃料电池阳极催化剂的催化活性、稳定性，尤其是抗中毒性能[15,23]。……