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可轉移鉑和鉑钌修飾超薄石墨烯薄膜作為高效甲醇氧化催化劑

從氧化石墨中獲得石墨烯材料在負載金屬催化劑中具有很大的應用潛力,但在通過化學氣相沉積制備的高質量石墨烯(CVDG)上均勻負載金屬納米粒子仍然是一個挑戰。中國科技大學朱彥武課題組成功制備了在CVDG上均勻負載具有約3.3 nm尺寸的鉑納米粒子的超薄複合薄膜(Pt-CVDG),并且這種薄膜可通過類似CVDG轉移的方法轉移到目标襯底上。本工作近期發表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9366-x。

圖1  合成Pt-CVDG薄膜的示意圖

Pt-CVDG薄膜在甲醇催化氧化中表現出優異的性能,具有高達94.1 m2/g(Pt)的電化學活性表面積,并且在0.7 V下具有293.1 mA/mg(Pt)的高質量活性電流密度,該電流密度幾乎是相同條件下商業Pt/C的兩倍。

圖2 鉑和鉑钌修飾石墨烯薄膜的甲醇氧化催化性能

此外,為進一步提高催化性能,将钌沉積到Pt-CVDG薄膜上,在Ru覆蓋率達到50%時得到比原始樣品高2倍的催化電流密度且催化起始電位降低0.2 V。同時這種基于CVDG的複合薄膜為評估Pt NPs-碳雜化催化劑性能的極限提供了一個簡單模型。

來源:中國科學材料
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