郭少军等ACS Appl. Mater. Interfaces:具有燃料电池双功能催化性能的Pt-on-Pd树状纳米片

雨辰

2020-06-28

Pd-Pt双金属纳米晶体由于两种金属间的电子耦合所产生的协同效应而成为电催化领域的研究热点。

有鉴于此，北京大学郭少军研究员和山西大学郭玉晶教授等人，报道了一种简便的种子诱导生长方法，通过在超薄Pd纳米薄片(NSs)上生长Pt枝来合成Pt-on-Pd树枝状纳米薄片(DNSs)催化剂，对氧还原反应(ORR)和甲醇氧化反应(MOR)均表现出优异的催化活性。

本文要点

1）以不同密度的铂纳米枝修饰超薄2D Pd NSs，即Pt-on-Pd树枝状纳米薄片，作为促进ORR和MOR的双功能电催化剂。值得注意的是，Pd NSs与Pt前体的摩尔比不同，可以很容易地调节Pd NSs上铂枝的密度。

2）制备的Pt-on- Pd DNSs表现出Pt纳米枝的密度与ORR和MOR的电催化活性之间具有很强的依赖性，与Pd₁Pt₈和Pd₁Pt₁₆相比，Pd₁Pt₄的电催化活性最好。

3）在ORR中，Pd₁Pt₄ DNSs的比活性(SA)和质量活性(MA)最高，分别是商用Pt/C的3.0和2.2倍。在加速耐久性试验中，Pd₁Pt₄ DNSs在10000次循环后仅损失了5.4%的SA和18.9%的MA，而Pt/C催化剂的SA和MA分别损失了28.0%和50.0%。对于MOR, Pd₁Pt₄ DNSs显示的MA比Pt/C高3.4倍。在2D NS上负载的在空间上分离的Pt纳米枝赋予了Pt-on-Pd DNS极佳的ORR耐久性。

总之，该工作提出的这种2D DNS体系结构可以扩展到其他2D金属NS基底，以构建具有出色电催化性能的Pt基电催化剂。

参考文献：

Xiuying Peng et al. Pt-on-Pd Dendritic Nanosheets with Enhanced Bifunctional Fuel Cell Catalytic Performance. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020.

DOI: 10.1021/acsami.0c05868

https://doi.org/10.1021/acsami.0c05868