工程化低成本、高活性、高耐久性的乙醇氧化電催化劑，對于大規(guī)模商業(yè)化直接乙醇燃料電池是十分重要的。這里，通過自組裝策略和無表面活性劑的化學(xué)還原過程，制備了“表面清潔”的Pd納米顆粒錨定在氮摻炭黑嵌入氮摻石墨烯上（Pd/NCB@NGS），該復(fù)合物具有獨(dú)特的三維分級結(jié)構(gòu)。其中，鈀納米粒子的尺寸可以通過不添加表面活性劑來調(diào)控。作為EOR電催化劑，Pd/NCB@NGS相對于商用Pd/C和其他對照催化劑，顯示出增強(qiáng)的電催化性質(zhì)，這將歸因于其獨(dú)特的三維分級結(jié)構(gòu)和富含氮原子。特別地，Pd/NCB@NGS-2（OCB/GO的質(zhì)量比為1:1）是最優(yōu)的催化劑，因為在氮原子含量和導(dǎo)電率之間取得很好的平衡。這項研究開發(fā)了一種適用于各種電催化劑及其他用途的優(yōu)質(zhì)碳基材料。
Figure 1. Pd/NCB@NGS催化劑的合成示意圖。
Figure 2. Pd/NGS (A1, A2, A3), Pd/NCB (B1, B2, B3)和Pd/NCB@NGS-2 (C1, C2, C3)的TEM圖，插圖分別是Pd NPs的尺寸分布和HRTEM圖。
Figure 3. Pd/NCB和Pd/NCB@NGS-2樣品的 (A)XRD圖, (B)XPS 總譜和(C-D)高分辨XPS譜。
Figure 4. （A）所有催化劑在1.0 M KOH電解液中以50 mV s−1掃描速率的CV曲線，（B）催化劑的ECSA值，（C）在含1.0 M乙醇的KOH溶液中的CV曲線，（D） 各種催化劑的質(zhì)量和比活性。
Figure 5. （A）催化劑在含1.0 M乙醇的KOH溶液以1 mV s−1掃描速率的LSV曲線，插圖是根據(jù)LSV曲線導(dǎo)出的Tafel圖，（B）電化學(xué)阻抗圖，（C）所有催化劑的CO剔除實驗。
相關(guān)研究工作由蘭州大學(xué)Shuwen Li課題組于2020年發(fā)表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文：Engineering three-dimensional nitrogen-doped carbon black embedding nitrogen-doped graphene anchoring ultrafine surface-clean Pd nanoparticles as efficient ethanol oxidation electrocatalyst。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號：
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