铂基金属-氧化物纳米催化剂研究进展
2018-12-21李榜全卢玉和陈爱军
山西大同大学学报(自然科学版) 2018年6期
关键词:催化剂
李榜全,卢玉和,陈爱军
(山西大同大学物理与电子科学学院,山西大同037009)
随着煤、石油、天然气等非再生能源日渐枯竭,清洁能源和可再生能源材料在解决能源短缺和环境污染问题方面具有很大的应用前景。在世界范围内,纳米科学和纳米技术在清洁能源技术方面已取得了迅速进展,这对能源产生和储存有着深远影响。由于纳米材料具有不寻常的催化、磁学、电学和光学性质,近年来引起了极大的关注,利用先进纳米技术和纳米材料作为解决能源问题与环境挑战的有效途径。因此,在过去的几十年,纳米技术的研究与发展是热门的研究领域之一。
用氢或有机小分子供给的燃料电池在交通运输和能源方面显示出巨大的发展前景,它具有高能量转换效率、可持续的燃料来源和低的有害气体排放的特点[1-2]。直接乙醇燃料电池(DEFC)具有无毒,低成本和易操作等优点,被认为是最有前景的能源之一。相对于氢气和甲醇,乙醇作为一种常见的液体燃料,易被控制、储存和运输,具有高能量密度(8 kWh∙kg-1,6.32 kWh∙L-1)和较低的毒性。在技术上,它的生产来源广泛,可以是各种农产品,既方便又经济[3]。在实际应用中,乙醇氧化反应在电解质-电极界面上的反应非常复杂,Pt基催化剂材料在乙醇氧化反应中广泛使用,近年来关于其制备和性质改进吸引了大量的研究和关注。乙醇是含有C-C、C-H、C-O和O-H键的简单分子,这些键的选择性断裂决定了反应途径和最终产物。例如,通过C-C键-裂解途径的EOR,乙醇的完全氧化产生CO2,同时产生12电子转移,而C-H、O-H或CO键的裂解导致乙醇不完全氧化而生成乙醛的(2e转移)或者乙酸(4e转移)[4]。……
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