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       具有低成本、高性能的鉑基電極催化劑的設計和構(gòu)建是直接甲醇燃料電池（DMFCs）領域發(fā)展的關鍵。在這里，我們報告了一種有效的自下而上的方法，該方法可通過采用石墨烯（RGO）和MXene（Ti₃C₂T_x）納米片作為共建模塊來大規(guī)模生產(chǎn)超細Pt NP裝飾的3D混合體系結(jié)構(gòu)。得益于其獨特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，例如高度互連的多孔碳網(wǎng)絡、較大的比表面積、均一的金屬Pt分散體和良好的電子傳導性，所得的3D Pt/RGO-Ti₃C₂T_x結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出令人驚訝的高催化活性，以及可靠的長期穩(wěn)定性，并且由于它們被用作陽極DMFCs催化劑具有很強的毒性耐受性，比由炭黑、碳納米管、RGO和Ti₃C₂T_x材料支撐的常規(guī)Pt催化劑更具競爭力。密度泛函理論計算進一步揭示了RGO-Ti₃C₂T_x載體的最佳能帶結(jié)構(gòu)，以及與Pt NPs的強電子相互作用，這對于甲醇氧化反應的出色電催化性能至關重要。
 
Figure 1. 制備3D Pt/RGO-Ti₃C₂T_x體系結(jié)構(gòu)的圖解
 

Figure 2. Pt/RGO-Ti₃C₂T_x體系結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)和形態(tài)：（A,B）FE-SEM和（C）TEM圖像；（D）明場STEM和（E）HAADF-STEM圖像；（F,G）HAADF-STEM圖像；（H）
 

Figure 3. Pt/RGO-Ti₃C₂T_x結(jié)構(gòu)對甲醇電氧化的電催化活性：在0.5 M H₂SO₄溶液中，50 mV/s下，（A）Pt/RGO-Ti₃C₂T_x體系結(jié)構(gòu)和（B）Pt/(RGO)₃-(Ti₃C₂T_x)₇、Pt/Ti₃C₂T_x、Pt/CNT和Pt/C的CV曲線；（C）Pt/RGO-Ti₃C₂T_x架構(gòu)和（D）0.5 M H₂SO₄和0.5 M甲醇溶液中，Pt/(RGO)₃-(Ti₃C₂T_x)₇、Pt/Ti₃C₂T_x、Pt/CNT和Pt/C的CV曲線；（E）不同催化劑的ECSA特定值和（F）質(zhì)量活性
 

Figure 4. Pt/RGO-Ti₃C₂T_x體系結(jié)構(gòu)對甲醇電氧化的長期電催化穩(wěn)定性、毒物耐受性和電子傳導性：（A）在0.5 V下測得的計時電流響應；（B）Pt/(RGO)₃-(Ti₃C₂T_x)₇、Pt/Ti₃C₂T_x、Pt/CNT和Pt/C電極在0.5 M H₂SO₄和0.5 M甲醇溶液中的及時響應曲線；（C,D）奈奎斯特圖
 
        相關研究成果于2019年由河海大學Huajie Huang課題組，發(fā)表在Chem. Mater.（DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b02115）上。原文：Decorated 3D Hybrid Architectures Built from Reduced Graphene Oxide and MXene Nanosheets for Methanol Oxidation。