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Pt-Fe/GO纳米催化剂的制备及其电催化乙醇氧化性能研究
1
作者
信震宇
郭瑞华
+4 位作者
乌仁托亚
王艳
安胜利
张国芳
关丽丽
《无机材料学报》
北大核心
2025年第4期379-387,I0008-I0012,共14页
直接乙醇燃料电池(DEFC)因其能量转换效率高、噪声低以及友好环境而受到广泛关注。然而,这类电池仍面临催化剂成本高、稳定性差及催化活性低等问题。本研究选用氧化石墨烯(GO)作为载体,以乙二醇为还原剂,六水合氯铂酸为前驱体,并引入非...
直接乙醇燃料电池(DEFC)因其能量转换效率高、噪声低以及友好环境而受到广泛关注。然而,这类电池仍面临催化剂成本高、稳定性差及催化活性低等问题。本研究选用氧化石墨烯(GO)作为载体,以乙二醇为还原剂,六水合氯铂酸为前驱体,并引入非贵金属Fe,通过调节Pt与Fe的摩尔比,利用微波加热合成法制备出二元合金催化剂PtFe_(x)/GO(x=1/6、1/5、1/4、1/3、1/2、1),在GO载体上原位负载纳米晶粒。原子半径小的Fe固溶到Pt晶格中,导致Pt晶格的相邻原子间距缩小,晶格收缩,从而形成Pt-Fe合金。当x=1/3时,催化剂表现出最优的催化活性,其电催化活性面积为69.84m^(2)/g,氧化峰值电流密度为858.42A/g,并且Tafel斜率较小。1100s的计时电流测试下,PtFe_(1/3)/GO催化剂的稳态电流密度为194.80 A/g, CO的氧化峰电位为0.554 V,活化能为18.37 kJ/mol, 800圈测试后电流密度保持率为80.48%,优于商业Pt/C(JM)催化剂。研究表明,引入非贵金属Fe能够显著提升Pt基催化剂的催化活性和稳定性,为Pt基催化剂材料的设计与潜在应用提供了重要的理论依据。
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关键词
直接乙醇燃料电池(DEFC)
原位负载
二元合金催化剂
微波加热合成法
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职称材料
题名
Pt-Fe/GO纳米催化剂的制备及其电催化乙醇氧化性能研究
1
作者
信震宇
郭瑞华
乌仁托亚
王艳
安胜利
张国芳
关丽丽
机构
内蒙古科技大学材料科学与工程学院
内蒙古科技大学内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室
内蒙古科技大学轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室
包头稀土研究院
出处
《无机材料学报》
北大核心
2025年第4期379-387,I0008-I0012,共14页
基金
国家自然科学基金(51864040,51962028,52162010)
内蒙古自治区科技计划(2021GG0042)
+1 种基金
内蒙古自治区高等学校青年科技英才(NJYT22064)
内蒙古自治区自然科学基金(2022MS05018,2022LHMS05021)。
文摘
直接乙醇燃料电池(DEFC)因其能量转换效率高、噪声低以及友好环境而受到广泛关注。然而,这类电池仍面临催化剂成本高、稳定性差及催化活性低等问题。本研究选用氧化石墨烯(GO)作为载体,以乙二醇为还原剂,六水合氯铂酸为前驱体,并引入非贵金属Fe,通过调节Pt与Fe的摩尔比,利用微波加热合成法制备出二元合金催化剂PtFe_(x)/GO(x=1/6、1/5、1/4、1/3、1/2、1),在GO载体上原位负载纳米晶粒。原子半径小的Fe固溶到Pt晶格中,导致Pt晶格的相邻原子间距缩小,晶格收缩,从而形成Pt-Fe合金。当x=1/3时,催化剂表现出最优的催化活性,其电催化活性面积为69.84m^(2)/g,氧化峰值电流密度为858.42A/g,并且Tafel斜率较小。1100s的计时电流测试下,PtFe_(1/3)/GO催化剂的稳态电流密度为194.80 A/g, CO的氧化峰电位为0.554 V,活化能为18.37 kJ/mol, 800圈测试后电流密度保持率为80.48%,优于商业Pt/C(JM)催化剂。研究表明,引入非贵金属Fe能够显著提升Pt基催化剂的催化活性和稳定性,为Pt基催化剂材料的设计与潜在应用提供了重要的理论依据。
关键词
直接乙醇燃料电池(DEFC)
原位负载
二元合金催化剂
微波加热合成法
Keywords
direct ethanol fuel cell(DEFC)
in situ load
binary alloy catalyst
microwave heating synthesis
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
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1
Pt-Fe/GO纳米催化剂的制备及其电催化乙醇氧化性能研究
信震宇
郭瑞华
乌仁托亚
王艳
安胜利
张国芳
关丽丽
《无机材料学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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参考文献
引证文献
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