Ru@Pt核殼型催化劑中Ru對(duì)Pt的電子效應(yīng)的研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池清潔、高效，是理想的便攜式電池技術(shù)。直接甲醇燃料電池的陽(yáng)極催化劑中PtRu合金催化劑是性能最好的，但目前合金型催化劑的雙功能效應(yīng)和電子效應(yīng)各在電催化甲醇氧化的過(guò)程中的作用還沒(méi)有相關(guān)的研究來(lái)證實(shí)，這為開(kāi)發(fā)新型多元金屬催化劑開(kāi)發(fā)帶來(lái)困難。核殼型催化劑中核層對(duì)殼層的電子效應(yīng)，這能夠?yàn)檠芯侩娮有?yīng)的作用提供背景依據(jù)，進(jìn)而為區(qū)分合金型催化劑中兩種效應(yīng)的角色奠定基礎(chǔ)。由于金屬Ru核合成困難，Ru@Pt核殼型催化劑在常溫下的制備尚未見(jiàn)

2、諸報(bào)道。
　　本文通過(guò)兩步化學(xué)還原法合成了不同殼層厚度的Ru@Pt核殼型納米催化劑，采用X射線衍射光譜(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、射透射電子顯微鏡(TEM)和X射線能譜(EDS)手段對(duì)粒子的晶體結(jié)構(gòu)、表面元素、微觀形貌及組成進(jìn)行物理表征。應(yīng)用循環(huán)伏安法和交流阻抗法對(duì)甲醇電催化氧化的催化性能進(jìn)行了電化學(xué)測(cè)試。
　　表征結(jié)果顯示:制備的Ru@Pt納米催化劑基本為球形，其直徑約為2nm-4nm，為核殼型催化劑。Ru@P

3、t納米催化劑的XRD譜圖中Pt(111)晶面的衍射峰出現(xiàn)較明顯的偏移。Pt原子比越小，偏移越明顯。表面因Ru核的存在，Pt金屬的晶格發(fā)生改變。XPS顯示， Ru@Pt催化劑表面的Pt0比純Pt更高些，主要原因亦歸為Ru核對(duì)Pt的電子效應(yīng);Pt原子比越小，催化劑的電子效應(yīng)越強(qiáng)。
　　在硫酸電解液中的循環(huán)伏安測(cè)試的結(jié)果表明:制備的不同原子比的Ru@Pt催化劑的表面沒(méi)有Ru，Pt對(duì)包覆于其內(nèi)的金屬Ru起到保護(hù)作用。故進(jìn)一步證實(shí)所合成的催

4、化劑為核殼型結(jié)構(gòu)。不同原子比的Ru@Pt催化劑的氫的脫附峰，隨Pt原子比的減小，呈現(xiàn)先增加后減小的“火山形”，其中Pt∶Ru=0.5∶1的催化劑的峰值最高。
　　對(duì)甲醇電催化氧化的電化學(xué)測(cè)試的結(jié)果顯示:核殼型催化劑的甲醇電催化氧化的活性隨Pt原子比的減小，呈現(xiàn)先增大后減小的“火山形”，其中Pt∶Ru=0.5∶1的催化劑的活性最高。Ru@Pt核殼型催化劑中Ru對(duì)Pt的電子效應(yīng)對(duì)催化活性起增強(qiáng)作用。不同催化劑隨甲醇濃度的增大，其對(duì)甲醇