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题名快速微波合成铂铜合金作为高效氧还原电催化剂
被引量：1
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作者
袁程
沈迁
张瑞文
张世明
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机构
上海大学理学院/可持续能源研究院
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出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第3期1133-1140,共8页
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基金
国家自然科学基金(22272105)
上海市自然科学基金(23ZR1423900)。
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文摘
氧还原反应(ORR)动力学迟缓,质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极需要消耗大量的贵金属铂(Pt)。然而,Pt的稀缺性以及商业Pt/C催化剂的高成本、低ORR活性、差稳定性等问题,严重制约了PEMFC的大规模应用。因此,亟需寻找合适策略以开发具有优异活性、高稳定性、低Pt用量的高效实用催化剂。本工作发展了一种快速微波还原的方法,合成了碳负载的铂铜合金纳米颗粒(PtCu/C)催化剂。透射电镜结果显示,PtCu纳米颗粒均匀分布在碳载体表面,其平均粒径约为2.7 nm,纳米颗粒中Pt、Cu均匀分布,形成了两个原子层厚度的富Pt表面结构;X射线衍射证实了PtCu合金的形成;X射线光电子能谱表明Cu向Pt进行了电子转移,产生了电子相互作用。进一步,系统考察了前体混合物中Pt∶Cu摩尔比以及微波反应的温度、时间、功率等对制备催化剂催化活性的影响。电化学测试结果表明,优化的PtCu/C催化剂在0.9 V(vs.RHE)处的质量活性和面积活性分别为0.280A/mg和0.346 mA/cm^(2),均优于商业Pt/C催化剂的0.150A/mg和0.213 mA/cm^(2),且稳定性进一步提升,PtCu/C催化剂提高的活性和稳定性主要归因于小粒径的PtCu纳米颗粒、合金化以及富Pt表面结构等。
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关键词
快速微波还原
铂铜合金
电催化剂
氧还原反应
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Keywords
rapid microwave reduction
platinum-copper alloy
electrocatalyst
oxygen reduction reaction
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分类号
O646
[理学—物理化学]
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