sno2纳米棒负载pd-cu空心球催化剂的制备及其对乙醇氧化电催化.pdf

中国科学: 化学 2014 年 第44 卷 第8 期: 1369~1374 《中国科学》杂志社 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 论 文 电化学专刊 SnO2 纳米棒负载 Pd-Cu 空心球催化剂的制备 及其对乙醇氧化电催化性能研究 王魁, 白正宇, 徐鹏乐, 张庆, 杨林* 河南师范大学化学化工学院; 绿色化学介质与反应省部共建教育部重点实验室, 新乡 453007 *通讯作者, E-mail: yanglin1819@163.com 收稿日期: 2014-03-05; 接受日期: 2014-04-15; 网络版发表日期2014-07-21 doi: 10.1360/N032014-00128 摘要 本文通过简单溶剂热反应合成棒状 SnO , 然后以谷氨酸为添加剂, 乙二醇为分散 关键词 2 剂和还原剂, 溶剂热合成 SnO2 纳米棒负载的 Pd-Cu 球形空壳催化剂. 透射电镜结果表明 乙醇氧化 溶剂热 Pd-Cu 空心球粒径大约100 nm, 并且分布均匀. 电化学测试结果表明, 该催化剂对乙醇氧化 纳米空心球 2 表现出较高的电催化活性和稳定性, 其中电流密度可达119.4 mA cm , 研究表明, 合适的金 属氧化物的引入可使催化剂释放更多的活性位点从而提高催化剂的电催化活性. 1 引言 3.7~4.0 V, 具有正四面体金红石结构, 化学性能稳定, 在室温下抗酸碱能力较强, 而且可以提高贵金属的 燃料电池是一种适应未来能源和环境要求的理 抗 CO 中毒能力. 另外, 铜的适量引入能降低 Pd 对氢 想电源, 具有能量转换效率高、环境友好等优点, 是 的吸附性, 从而有效提升电催化氧化时小分子活性 具有代表性的新型绿色能源. 由于能量密度高和运 表面金属位点的可接触性[10~12]. 与实心纳米颗粒相 行温度低, 直接乙醇燃料电池(DEFC)被认为是最有 比, 纳米空壳结构具有较大的可接触面积, 因此, 纳 潜力的可移动性电力供应和微型电力供应系统, 具 米空壳结构有利于提高催化剂的利用率. 有良好的应用前景[1~3]. 然而新型燃料电池催化剂铂 本文通过简单溶剂热反应合成棒状 SnO2, 在此 的昂贵价格是制约其产业化的主要障碍之一. 因此, 基础上，以谷氨酸为添加剂, 在 SnO2 纳米棒表面, 通 探讨如何降低催化剂的成本、提高催化剂的活性和利 过乙二醇还原生成粒径均匀的 Pd-Cu 球形空壳纳米 用率是该领域目前的研究热点[4]. 首先, 由于金属钯 结构催化剂. 电化学测试结果表明, 该催化剂对乙醇 的储量和价格都优于铂, 用钯取代铂作催化剂, 可以 氧化表现出较高的催化活性和稳定性, 其中电流密 [5, 6] 2 有效降低成