鉑催化劑在直接甲醇燃料電池（DMFC）的大規(guī)模商業(yè)化中起著重要作用。在這里，我們提出了一種程序，以創(chuàng)建一種納米結(jié)構(gòu)的石墨烯-鉑（GrPt）復(fù)合材料，該復(fù)合材料包含少量（5.3 wt％）但至少涂覆四層石墨烯的鉑納米顆粒。該復(fù)合材料作為GrPt ink沉積在玻璃碳電極上，并在1 M CH
3OH/1 M NaOH溶液中評估了其在甲醇氧化反應(yīng)（MOR）中的電催化活性。結(jié)果表明，與Pt/C材料相比，GrPt在堿性介質(zhì)中對MOR的催化性能增強。電子能量損失譜和X射線光電子能譜（在電化學測定之前和之后記錄）用于分析納米材料化學成分的變化并解釋在電極表面發(fā)生的轉(zhuǎn)變。我們的發(fā)現(xiàn)表明，在鉑納米顆粒上生長石墨烯可改善鉑-石墨烯復(fù)合材料在堿性介質(zhì)中對MOR的催化性能。
Figure 1. （a,b）特殊純化之前的GrPt復(fù)合材料的TEM和SEM圖像；經(jīng)過特殊純化的納米復(fù)合材料的（c,e）TEM和（d,f）SEM圖像
Figure 2. （a）GC_GrPt-ink電極在1 M NaOH中的CV曲線。（b）在1 M CH
3OH/1 M NaOH電解液中GrPt的CV曲線。（c）GrPt電極上甲醇氧化的正向峰值電流密度與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，記錄在1 M CH
3OH/1 M NaOH溶液中。（d）在1 M堿性甲醇溶液中經(jīng)過500次循環(huán)后，評估GC_GrPt-ink電極的活性保留率（％）。
Figure 3. （a）GC_Pt/C-ink電極在1 M NaOH中的CV曲線。（b）在1 M CH
3OH/1 M NaOH電解液中Pt/C的CV曲線。（c）GrPt電極上甲醇氧化的正向峰值電流密度與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，記錄在1 M CH
3OH/1 M NaOH溶液中。（d）在1 M堿性甲醇溶液中經(jīng)過500次循環(huán)后，評估GC_Pt/C-ink電極的活性保留率（％）。
相關(guān)研究成果于2020年由羅馬尼亞的Adriana Vulcu課題組，發(fā)表在Journal of Energy Chemistry（2020, 40, 81–88）上。原文：Platinum nanoparticles coated by graphene layers: A low-metal loading catalyst for methanol oxidation in alkaline media。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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