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蘭州大學(xué)Shuwen Li課題--工程化三維氮摻炭黑嵌入氮摻石墨烯錨定超細(xì)表面清潔的鈀納米粒子用于高效乙醇氧化反應(yīng)
       工程化低成本、高活性、高耐久性的乙醇氧化電催化劑,對于大規(guī)模商業(yè)化直接乙醇燃料電池是十分重要的。這里,通過自組裝策略和無表面活性劑的化學(xué)還原過程,制備了“表面清潔”的Pd納米顆粒錨定在氮摻炭黑嵌入氮摻石墨烯上(Pd/NCB@NGS),該復(fù)合物具有獨(dú)特的三維分級結(jié)構(gòu)。其中,鈀納米粒子的尺寸可以通過不添加表面活性劑來調(diào)控。作為EOR電催化劑,Pd/NCB@NGS相對于商用Pd/C和其他對照催化劑,顯示出增強(qiáng)的電催化性質(zhì),這將歸因于其獨(dú)特的三維分級結(jié)構(gòu)和富含氮原子。特別地,Pd/NCB@NGS-2(OCB/GO的質(zhì)量比為1:1)是最優(yōu)的催化劑,因為在氮原子含量和導(dǎo)電率之間取得很好的平衡。這項研究開發(fā)了一種適用于各種電催化劑及其他用途的優(yōu)質(zhì)碳基材料。
 
 Figure 1. Pd/NCB@NGS催化劑的合成示意圖。
 
  
Figure 2. Pd/NGS (A1, A2, A3), Pd/NCB (B1, B2, B3)和Pd/NCB@NGS-2 (C1, C2, C3)的TEM圖,插圖分別是Pd NPs的尺寸分布和HRTEM圖。
 
  
Figure 3. Pd/NCB和Pd/NCB@NGS-2樣品的 (A)XRD圖, (B)XPS 總譜和(C-D)高分辨XPS譜。
 
  Figure 4. (A)所有催化劑在1.0 M KOH電解液中以50 mV s−1掃描速率的CV曲線,(B)催化劑的ECSA值,(C)在含1.0 M乙醇的KOH溶液中的CV曲線,(D) 各種催化劑的質(zhì)量和比活性。
 
  Figure 5. (A)催化劑在含1.0 M乙醇的KOH溶液以1 mV s−1掃描速率的LSV曲線,插圖是根據(jù)LSV曲線導(dǎo)出的Tafel圖,(B)電化學(xué)阻抗圖,(C)所有催化劑的CO剔除實驗。
 
      相關(guān)研究工作由蘭州大學(xué)Shuwen Li課題組于2020年發(fā)表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文:Engineering three-dimensional nitrogen-doped carbon black embedding nitrogen-doped graphene anchoring ultrafine surface-clean Pd nanoparticles as efficient ethanol oxidation electrocatalyst。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號:

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