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PDDA修饰的碳纳米管载铂电催化剂的合成及其在碱性条件下的氧气还原反应催化性能
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:2015.9.15
  • 页码:1727-1732
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京化工大学,化工资源有效利用国家重点实验室,材料电化学过程与技术北京市重点实验室,北京100029
  • 相关基金:国家自然科学基金(51125007)资助项目
  • 相关项目:多元多尺度氧还原电催化材料的结构调控与功能化
中文摘要:

采用长链聚合物聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行修饰,并将采用胶体法还原出的铂(Pt)纳米粒子通过静电作用担载于PDDA修饰的多壁碳纳米管上,从而制备出Pt/PDDA/MWCNTs复合电催化剂.透射电镜(TEM)与X射线衍射(XRD)测试结果表明,Pt纳米粒子均匀地分布在MWCNTs的表面,其平均粒径约为3.6 nm.热失重分析显示催化剂的实际负载量为36%(w).旋转圆盘电极测试结果表明,Pt/PDDA/MWCNTs催化剂对碱性条件下的氧气还原反应(ORR)具有优异的催化活性.与负载量为40%(w)的商业Pt/C催化剂相比,Pt/PDDA/MWCNTs催化剂的氧气还原反应的起始电位和半波电位均正移约30 m V,其质量比活性更大.动力学研究结果进一步证实Pt/PDDA/MWCNTs催化剂比负载量为40%(w)的商业Pt/C催化剂在碱性条件下对氧气还原反应具有更优异的催化活性.

英文摘要:

Multi-walled carbon nanotubes(MWCNTs) were modified with the long-chain polymer poly(diallyldimethylammonium chloride)(PDDA) and used as support for Pt nanoparticles(NPs). Pt/PDDA/MWCNTs electrocatalysts were prepared by electrostatic adsorption of Pt NPs on the PDDA/MWCNTs support. Transmission electron microscopy(TEM) and X-ray diffraction(XRD) characterization revealed that the Pt NPs were well dispersed on the PDDA/MWCNTs support, with an average diameter of ~3.6 nm.Thermo gravimetric analysis showed that the loading of Pt was 36%(w). Rotating disk electrode(RDE)measurements showed that the Pt/PDDA/MWCNTs catalyst had excellent electrocatalytic activity for oxygen reduction in alkaline medium. Compared with commercial Pt/C(40%(w)), the Pt/PDDA/MWCNTs catalyst exhibited a positive shift of 30 m V for the oxygen reduction onset and half-wave potential. Kinetics study further confirmed the significantly enhanced oxygen reduction activity of the Pt/PDDA/MWCNTs catalyst in the alkaline medium.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781