高耐久活性二元合金PtTi薄膜电催化剂
2021-08-15刘广权彭丽萍符亚军曹林洪吴卫东
燃料化学学报 2021年7期
关键词:催化剂
刘广权,彭丽萍,樊 龙,符亚军,王 进,曹林洪,吴卫东,*
(1.中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900;2.西南科技大学 材料科学与工程学院,四川 绵阳 621900)
近年来,直接乙醇燃料电池作为一种可用于各种应用的替代电源,因其在各种环境条件下的高效率而引起了人们的广泛关注。乙醇的能量密度更高(8 kW·h/kg),低毒性,可大规模再生,所以,乙醇比其他醇类更适合作为燃料[1−4]。然而,阳极催化剂(通常为Pt 基)高成本,低活性,易中毒(如CO)等缺点,阻碍了该技术的广泛采用[5−7]。为了解决这些问题,需要开发可以使CO 中毒最小化,以提高其稳定性并改善催化性能的高级催化剂。所以在过去的几年里,人们聚焦在提高铂基催化剂的催化效率的同时降低铂的整体使用量等方面的研究。
在已报道的铂系催化剂中,铂基双金属合金催化剂因其比纯铂催化剂具有更高的催化活性和较低的铂耗量而备受关注[8,9]。这是由于两种金属原子之间的协同效应,包括电子效应(相对于纯Pt,Pt-Co 合金的d 带偏移导致O 结合能增加)、和晶格应变效应(合金引起晶格收缩,导致Pt-Pt 距离更有利的解离吸附的氧气),致使其电催化活性均高于单金属铂[10−12]。所以,将铂与铁、钴、镍等过渡金属合金化是缓解铂中毒、降低催化剂成本的一种有效途径[13−16]。且大量的理论研究报道了Ti 可以对Pt 产生轻微的电子修饰,导致催化电极活性的提高[17]。Zhou 等[18]通过电弧熔融法制备的Pt-Ti-Al 合金,之后选择性地溶解铝原子,然后从铂基前驱体合金中去除部分Ti 原子,成功地制备了具有不同组成和尺寸分布的分层纳米孔PtTi 合金。……
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