高质量和深度凹陷的PtPdNi纳米立方体作为高效氧还原反应的催化剂

聚合物电解质燃料电池阴极上的氧还原反应需要使用铂基催化剂,铂是地球上的贵金属之一.采用将不同的金属优化到核心中等多种策略可提高铂基催化剂的活性,从而降低铂的负载量.通过致力于高催化活性Pt2.7Pd0.3Ni凹面立方结构与高指数晶面的复合,表明凹面结构可以提供更多的活性位和高水平的催化活性,如果与其他金属复合,可以降低铂的比例,提高其质量活性.本文采用一锅法合成了PtPdNi凹立方体结构,并发现DMF和油胺的比例是影响PtPdNi凹陷程度的主要因素.通过对PtPdNi凹立方体的形态和组成进行详细表征,研究了PtPdNi凹立方体的形成机理,认为十六烷基三甲基溴化铵、油酸胺和二甲基甲酰胺的比例在PtPdNi凹立方体的合成中起着关键作用.本文还对Pt2.7Pd0.3Ni凹立方结构形成的理论和条件进行了探讨,并通过改变反应条件,考察了其所表现出的差异.电化学测试的氧还原性能结果表明,凹面立方体形状的PtPdNi催化剂在0.9 V下的质量活性为1.28 mgPt-1,最高质量活性和比活性分别是市售铂炭的8.20倍和8.68倍.铂钯镍三元纳米笼具有优异的结构稳定性,经稳定性测试,纳米结构没有明显的变化和性能退化.PtPdNi凹立方体对阴极具有很高的电催化活性和稳定性,燃料电池的氧还原反应由于高凹度、高空间利用率和PtPdNi凹立方体丰富的高指数表面以及PtPdNi之间的协同效应,为进一步控制铂基纳米催化剂的合成提供更多的思路和方法及未来工业应用的不同形态和结构.