直接乙醇燃料電池(DEFCs)承諾將乙醇用作通過(guò)乙醇氧化反應(yīng)(EOR)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的生物可再生且無(wú)毒的燃料。測(cè)試了通過(guò)醇還原制得的石墨烯上分散良好的Pt
3Sn和Pt納米粒子(分別表示為Pt
3Sn/G和Pt/G)對(duì)EOR的影響。HRTEM和XRD表征提供了Pt
3Sn合金納米顆粒的形貌和晶相,其均勻粒徑為2.8±0.08 nm,這與作為參考的Pt/G催化劑是一致的。根據(jù)EV測(cè)試的CV陽(yáng)極掃描過(guò)程中的原位快速X射線吸收近邊緣結(jié)構(gòu)(QXANES)光譜,以清楚地解釋,制備的電催化劑的電勢(shì)依賴性電子狀態(tài),其白線強(qiáng)度為Pt L
3-邊緣QXANES光譜及其光譜曲線隨電極電壓而顯著變化。此外,Pt
3Sn/G顯示出比Pt/G更好的EOR性能,因?yàn)镾nO
2可以通過(guò)適當(dāng)擴(kuò)展PtSn合金中的晶格參數(shù)來(lái)改善氧化過(guò)程中的吸附和解離。這項(xiàng)工作提供了深入了解乙醇在合金化的Pt表面上解離吸附的反應(yīng)機(jī)理,這對(duì)于增強(qiáng)EOR活性以完成乙醇完全氧化具有重要作用。
Figure 1. 最優(yōu)條件下,Pt
3Sn/G和Pt/G電催化劑的TGA曲線
Figure 2. Pt
3Sn/G和Pt/G電催化劑的HRTEM圖和對(duì)應(yīng)的顆粒的直徑分布圖
Figure 3. (a)在H
2SO
4(0.5 M)和乙醇(1.0 M)溶液中,各種電催化劑的CV曲線的陽(yáng)極掃描;在CV測(cè)試的陽(yáng)極掃描過(guò)程中,(b)Pt
3Sn/G和(c)Pt/G電催化劑的原位Pt L
3-邊緣QXANES光譜。
Figure 4. (b)Pt
3Sn/G和(c)Pt/G電催化劑在CV測(cè)試的陽(yáng)極掃描過(guò)程中,(a)Pt
3Sn/G和(d)Pt/G電催化劑的原位Pt L
3-邊緣QXAS光譜白線的最大強(qiáng)度。
相關(guān)研究成果于2021年由臺(tái)灣國(guó)家同步輻射研究中心Jin-Ming Chen課題組,發(fā)表在ChemCatChem(doi.org/10.1002/cctc.202001400)上。原文:An In Situ Quick X-ray Absorption Spectroscopy Study on Pt
3Sn/Graphene Catalyst for Ethanol Oxidation Reaction。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)