段会梅 ，王惠娟 ，黄伟新

1中国科学技术大学化学与材料科学学院，合肥 230026

2中国科学技术大学工程与材料科学实验中心，合肥 230026

1 引言

传统化石能源的消费结构不合理和环境污染使得绿色清洁新能源的开发利用迫在眉睫。直接醇类燃料电池由于高的转化效率、高的电流密度和环境友好等特点在汽车、便携式电子移动设备等领域已经成为化石燃料最具应用潜力的能源替代者1。Pt基电催化剂是酸性介质甲醇燃料电池的商业化电催化剂2,3。但其较高成本、低储量、慢甲醇氧化反应动力学、膜降解和甲醇渗透作用极大限制了Pt基电催化剂的实际应用4。近年来，随着阴离子交换膜的成功发展，碱性介质直接醇类燃料电池在工业领域也吸引了越来越多的研究兴趣5–9。

钯具有与铂相同的面心立方结构和相似的原子尺寸，在碱性介质中表现出高醇类氧化活性，是Pt基电催化剂最具潜力的替代者。Pd基电催化剂的构效关系是高活性Pd催化剂设计合成的关键科学问题10–12。Zhao等人13基于密度泛函理论(DFT)结果报道了Pd表面乙醇电催化氧化的结构敏感性：相比于Pd(111)和Pd(110)，Pd(100)表面最容易解离乙醇分子，因此表现出较低的能垒。也有实验结果表明，相比于暴露其它晶面的Pd纳米催化剂，优先暴露(100)晶面的Pd纳米立方体表现出了更高的电催化小分子醇类氧化活性14–16。Bhattacharya等人17的研究结果表明沉积在Ni基底上、尺寸位于12–29 nm的Pd纳米颗粒电催化乙醇氧化活性随着尺寸的减小而增大。但值得注意的是，金属纳米晶的液相化学合成方法经常使用封端剂18,19，并且金属纳米晶表面吸附的封端剂对其表面结构和化学性质会产生影响20,21。……