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可转移铂和铂钌修饰超薄石墨烯薄膜作为高效甲醇氧化催化剂

从氧化石墨中获得石墨烯材料在负载金属催化剂中具有很大的应用潜力,但在通过化学气相沉积制备的高质量石墨烯(CVDG)上均匀负载金属纳米粒子仍然是一个挑战。中国科技大学朱彦武课题组成功制备了在CVDG上均匀负载具有约3.3 nm尺寸的铂纳米粒子的超薄复合薄膜(Pt-CVDG),并且这种薄膜可通过类似CVDG转移的方法转移到目标衬底上。本工作近期发表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9366-x。

可转移铂和铂钌修饰超薄石墨烯薄膜作为高效甲醇氧化催化剂

图1  合成Pt-CVDG薄膜的示意图

Pt-CVDG薄膜在甲醇催化氧化中表现出优异的性能,具有高达94.1 m2/g(Pt)的电化学活性表面积,并且在0.7 V下具有293.1 mA/mg(Pt)的高质量活性电流密度,该电流密度几乎是相同条件下商业Pt/C的两倍。

可转移铂和铂钌修饰超薄石墨烯薄膜作为高效甲醇氧化催化剂

图2 铂和铂钌修饰石墨烯薄膜的甲醇氧化催化性能

此外,为进一步提高催化性能,将钌沉积到Pt-CVDG薄膜上,在Ru覆盖率达到50%时得到比原始样品高2倍的催化电流密度且催化起始电位降低0.2 V。同时这种基于CVDG的复合薄膜为评估Pt NPs-碳杂化催化剂性能的极限提供了一个简单模型。

来源:中国科学材料

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