探索核心电催化剂制备的第一步:在支持的Au纳米粒子上Cu的低电位沉积的现场表征
Stephen W T Price1, Jonathon D Speed, Prabalini Kannan
1School of Chemistry, University of Southampton, Highfield, Southampton SO17 1BJ, United Kingdom.
Journal of the American Chemical Society
|October 29, 2011
概括
这项研究在现场使用EXAFS来研究燃料电池催化剂的黄金纳米粒子上的铜形成. 结果显示铜的形成不完全,影响了核心催化剂的结构和性能.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 核心外纳米粒子对于推动质子交换膜 (PEM) 燃料电池的发展至关重要.
- 在基催化剂中实现高质量活性需要新的纳米结构工程.
- 铜的低电位沉积 (upd) 随后的电位移提供了一条通往Pt替代催化剂的途径.
研究的目的:
- 在金纳米颗粒上研究铜形成的初始阶段.
- 了解铜在Au电催化剂上的结构演变.
- 为了将结构变化与核心催化剂开发的电化学潜力相关联.
主要方法:
- 在现场扩展的X射线吸收细结构 (EXAFS) 测量在Au L(3) 和Cu K边缘.
- 铜在硫酸中电化学沉积在碳支持的金纳米颗粒上.
- 分析EXAFS数据以确定原子结构和形态.
主要成果:
- 黄金纳米粒子的形状是潜在依赖的,随着铜的上升潜力接近,从平整过渡到球形.
- 铜沉积最初涉及缺陷部位的部分放电离子,而不是统一的外.
- 即使在负电位下,也不能形成一个完整的铜,Cu原子会成群成群地生长.
结论:
- 在研究的条件下,均的铜的形成受到阻碍.
- 不完整的铜形成对最终核心催化剂的结构,活性和稳定性有重大影响.
- 为了有效的核心电催化剂合成,需要进一步优化沉积参数.


