搜索:  
中科院固体所在高分散超细铂/还原石墨烯复合材料研究方面取得进展
2016-06-14  来源:中国聚合物网
关键词:石墨烯 复合材料

  随着不可再生能源的急剧消耗以及众多环境污染问题的出现,人类对“绿色”能源的需求也更加迫切。作为众多“绿色”能源的一种,直接甲醇燃料电池(DMFC)可以将甲醇和氧化剂的化学能直接转化成电能。由于其燃料廉价、结构简单、能量密度和转换率高及近乎零污染等优点,这种燃料电池吸引了众多研究者的关注。目前,直接甲醇燃料电池使用的电极催化剂大多为铂基催化剂,而这种催化剂制备成本高,催化活性及稳定性差,严重阻碍了DMFC的商业化。因此,合成一种具有高催化活性且较为廉价的铂基复合催化剂对DMFC的发展具有较大意义。

  近来,基于液相激光熔蚀(Laser ablation in liquids LAL)技术,中科院固体所研究人员发展了一种简便且“绿色”的合成方法来制备Pt/rGO纳米复合材料。图1a)显示的是这种复合材料的合成过程示意图。LAL诱导的高活性锰胶体(MnOx)颗粒能均匀的负载在氧化石墨烯(GO)纳米片上,形成MnOx/rGO纳米复合材料。这种高活性的MnOx颗粒不但能作为还原剂同时还原PtCl62-GO,而且还能作为牺牲模板原位固定被还原的超细Pt纳米颗粒。最终得到的Pt纳米颗粒粒径大约在1.8纳米左右(图1bc),且均匀地分布在rGO纳米片上。

  与商用的Pt/C催化剂相比,无论是在酸性还是碱性介质中,这种Pt/rGO催化剂对甲醇氧化均展现出较高的催化活性(图1de)和稳定性(图1fg)。上述研究结果表明,合成的Pt/rGO催化剂在DMFC方面具有潜在的应用前景,且该合成方法为今后贵金属/石墨烯纳米复合材料的合成提供了一种新的思路。

  相关工作已在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上发表(ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 22935-22940)。 该项研究得到了国家重点基础研究发展计划(No. 2014CB931704),国家自然科学基金的支持。

  全文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.5b06153

1. Pt/rGO催化剂:(a)合成过程示意图;(bc)TEM图片及Pt纳米颗粒的粒径分布直方图;(de) 与商用Pt/C催化剂在酸性和碱性介质中催化活性的对比结果;(fg)与商用Pt/C催化剂在酸性和碱性介质中催化稳定性的对比结果。

版权与免责声明:本网页的内容由中国聚合物网收集互联网上发布的信息整理获得。目的在于传递信息及分享,并不意味着赞同其观点或证实其真实性,也不构成其他建议。仅提供交流平台,不为其版权负责。如涉及侵权,请联系我们及时修改或删除。邮箱:info@polymer.cn。未经本网同意不得全文转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。
(责任编辑:xu)
】【打印】【关闭

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯
更多>>科教新闻