用黄金催化构建原子粗表面,以实现高效的乙醇电氧化
Qing Zeng1, Mengyuan Ma1, Hui Liu2
1State Key Laboratory of Mesoscience and Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China.
我们开发了一种新方法,在金合金上创建原子粗表面 (ARS),以提高电催化效果. 由此产生的 Pd-Pt ARS 在乙醇氧化反应 (EOR) 中表现出卓越的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 原子表面工程对于提高电催化剂性能至关重要.
- 对于纳米结构来说,在原子尺度上控制表面仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种易于控制的方法,在基于黄金的二元合金上创建原子粗表面 (ARS).
- 研究这些ARS用于乙醇氧化反应 (EOR) 的电催化活性和耐久性.
主要方法:
- 基于Au的双金属纳米合金 (AuPd,AuAg) 的合成.
- 金 (Au) 催化策略,用于随后减少金属离子 (Pt,Pd,Ag) 形成ARS.
- 电化学表征和现场里埃变换红外光谱法 (FTIR).
- 密度函数理论 (DFT) 的计算.
主要成果:
- 在AuPd和AuAg合金上成功构建了原子粗表面 (ARS).
- 准备好的ARS,特别是AuPd (AuPd-Pt) 上的Pd-Pt ARS,在性介质中显示出EOR的增强活性和耐久性.
- 与对照剂和商业催化剂相比,AuPd-Pt表现出更高的特异活性 (14.9 mA cm−2) 和质活性 (28.5 A mg−1).
- 在现场FTIR和DFT计算表明,在Pd-Pt ARSs上偏好不完全的乙醇氧化.
结论:
- 这种新的黄金催化策略能够精确地调节原子尺度的表面,从而提高电催化效果.
- 原子粗的表面与连接体效应相结合,显著提高了EOR性能.
- 开发的AuPd-Pt ARSs代表了乙醇氧化反应的有希望的先进电催化剂.
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