铂合金纳米立方块催化剂的氧还原反应活性比较

• 作者: 代琳 汤永安 邹受忠
• 来源期刊: 电化学
• 学科: 化学
• 关键词: 铂合金纳米立方块 氧还原反应 质子交换膜燃料电池 d-能带理论
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 田昭武先生90大寿祝贺专辑
• 页码范围: 199-206
• 页数: 8页
• 分类号: O646
• 语种: 中文
• DOI: 10.13208/j.electrochem.161249

摘要

氧还原反应是质子交换膜燃料电池和金属-空气电池的重要反应.贵金属铂(Pt)与元素周期表中第一排的非贵过渡金属(M)形成铂合金催化剂(PtM)可以提高氧还原反应活性.但是,有关活性的提高有多大程度上是来自合金元素的贡献却仍然存在争议.为研究合金元素对PtM催化活性的影响,本工作合成了颗粒形状与合金元素含量相似的铂锰(PtMn)、铂铁(PtFe)、铂钴(PtCo)和铂镍(PtNi)纳米立方块催化剂,并考察了不同铂合金催化剂在酸性介质中的氧还原反应活性.选择制备立方块形状纳米颗粒催化剂进行比较,可以将颗粒表面结构对催化活性的影响降到最小.结果表明,氧还原反应活性与铂d-能带中心值曲线呈现火山形关系,其中PtCo纳米立方块催化剂的活性最高.本文所得到的实验结果与基于d-能带理论框架已知表面的密度泛函理论计算结果一致.