誘導電酸化反応における質量増強と特異的な活動のための4nm以下のPtZnインターメタリックナノ粒子
Zhiyuan Qi1, Chaoxian Xiao1, Cong Liu2
1Department of Chemistry, Iowa State University , Ames, Iowa 50011, United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 9, 2017
まとめ
研究者は小さなプラチナ-亜鉛間ナノ粒子 (PtZn iNPs) を作る新しい方法を開発しました. これらの小さなナノ粒子は,メタノールの酸化反応における燃料電池の性能を大幅に高め,クリーンエネルギー技術の有望な進歩を提供します.
科学分野:
- ナノ材料科学
- 電気化学
- カタリシス
背景:
- インターメタリックナノ粒子 (iNPs) は,ユニークな特性により,燃料電池アプリケーションの有望性を示しています.
- 小さな制御されたiNPを合成することは,金属間相形成のための高温要件のために困難です.
研究 の 目的:
- 小型の金属間ナノ粒子を合成するための一般的,簡易かつキャピング剤のない方法を開発する.
- メタノール酸化反応 (MOR) のための小さなPtZn iNPsの強化された触媒活性を調査する.
主な方法:
- 多壁カーボンナノチューブ (MWNT) のPtZn iNPsの合成は,犠牲のメソポラスシリカ (mSiO2) シェルを使用する.
- PtZn iNPsの酸性および塩基性メディアの両方でMORの電気触媒検査
- 反応メカニズムとエネルギー経路を解明するための密度関数理論 (DFT) の計算.
主要な成果:
- PtZn iNPs (3.2 ± 0.4 nm) を犠牲シリカシェル法で成功して合成した.
- 合成された小さなPtZn iNPsは,より大きなiNPsと比較して,MORの約10倍の質量活性を示した.
- DFTの計算は,OH*中間物のZn安定化に起因する,PtZn iNPsのMORの"非CO"経路を明らかにし,より小さなINPsがエネルギー的により有利であることを確認した.
結論:
- 犠牲のシリカシェル戦略は,小さなiNPを合成するための制御可能な経路を提供します.
- 小型のPtZn iNPは,活性サイトと好ましい反応経路が強化されたため,MORに対して優れた活性を示します.
- この研究は,燃料電池の応用のための高度な触媒の設計に新しい可能性を開きます.
