一维/二维混合负载Pt催化剂的电化学性能  

High performance Pt electrocatalyst based on 1D-2D mixed materials

作　　者：张创[1,2,3] 王诚[2] 汪云[3] 贾志勇[3] 史坤明 蒋国璋[1] 陈运星[3] 

机构地区：[1]武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430080 [2]清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084 [3]湖北文理学院,湖北襄阳410002

出　　处：《化工进展》2017年第2期573-580,共8页Chemical Industry and Engineering Progress

基　　金：国家电网公司科技项目(SGRI-DL-71-14-012);湖北省教育厅项目(D20102601);"汽车零部件制造装备数字化湖北省协同创新中心"开放课题项目(hbuascic 2014006;2014004)

摘　　要：被称作过渡金属碳化物(mxenes)的Ti_3C_2T_x近来被用于聚合物燃料电池(PEMFC)催化剂负载,铂(Pt)/Ti_3C_2T_x催化剂表现出独特的高耐久性和氧还原反来应活性。本文首先通过加入Ti_3C_2T_x的Pt催化剂(Pt+TiC)与纯Pt催化剂的对比实验,证实了Ti_3C_2T_x对Pt催化活性确实有促进作用;在此基础之上,进一步将分散均匀的Ti_3C_2T_x的二维(2D)纳米材料和一维(1D)碳纳米管(CNT)在液相中充分混合,得到一种混合结构负载;然后加入氯铂酸并还原,进而得到一种由零维(0D)铂颗粒、1D碳纳米管、2D Ti_3C_2T_x共3种不同维度材料构成混合结构的催化剂。通过对比没有加入Ti_3C_2T_x的催化剂,拥有两种不同维度混合材料负载的Pt-CNT/TiC催化剂表现出较高的甲醇电氧化(MOR)和氧还原反应(ORR)活性,并通过耐久性实验也说明了该混合材料负载催化剂反应优先遵循四电子反应且具有更高的耐久性。Recently,Ti3C2Tx-a family of early transition metal carbides,called MXenes,were discovered and applied to the catalyst supporter of polymer electrolyte membrane fuel cells（PEMFCs）,which showed enhanced durability and improved oxygen reduction reaction（ORR）activity. Here,we synthesized a catalyst by mixing homogeneous 2D Ti3C2Tx nanosheets solution with one-dimensional（1D）carbon nanotubes（CNT）and chloroplatinic acid. The hybrid structure catalyst（Pt-CNT/TiC）is consisted of zero-dimensional 0D Pt nanoparticles,1D carbon nanotubes（CNT）and 2D Ti3C2Tx nanosheets. Compared with the catalyst without adding Ti3C2Tx（Pt-CNT）,the Pt-CNT/TiC catalyst shows high electro-catalysis activity for methanol oxidation reaction（MOR）and oxygen reduction reaction（ORR）.

关 键 词：燃料电池 催化剂 二维材料 

分 类 号：TQ031.2[化学工程]