核壳贵金属催化剂的组成(一)：铂基二元催化剂

核壳贵金属催化剂的组成(一)：铂基二元催化剂

2016-08-20 13:19来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部

铂金二元催化剂

最简单的核壳结构电催化剂体系是二元金属核壳结构。过去几年，研究者们在铂基二元催化剂方面做了大量的研究工作，发现核壳结构电催化剂较之于Pt/C催化剂有更高的催化活性。

Au@Pt核壳结构体系研究较多，与Pt相比，Au价格低且波动不大，并且具有优异的催化CO氧化的选择性，以Au粒子为基础的Au@Pt核壳结构有望在提高Pt利用率的同时利用Au、Pt的协同作用进一步提高复合纳米粒子的电催化性能。

Kristian等通过连续还原方法制备了壳层厚度可控的Au@Pt/C催化剂，Pt/Au摩尔比为1的Au@Pt/C的Au核粒径为4.8 nm，Pt层厚度约为0.6 nm，通过TEM、UV-vis、CV显示Au完全被Pt层覆盖，同传统的Pt/C催化剂相比，对甲醇氧化具有更高的比表面活性。Ma等通过两步胶体法成功合成了Au@Pt/C(Pt：Au=3：2，Pt+Au=4wt%)核壳结构纳米材料，表征结果显示Pt的利用率显著提高，对氧还原表现了高的催化活性，在电化学测试和单电池测试中总金属的比质量活性分别是商业用Pt/C催化剂的3.1-4.9倍和4.1倍。Guo等采用两步胶体法合成了中空的Au@Pt核壳结构电催化剂，相比于传统的Pt催化剂，Au@Pt核壳结构电催化剂对于甲醇氧化和氧气还原反应均表现出了更高的催化活性，作者认为由不规则的一维纳米结构组成的Pt壳覆盖在Au空心球表面所形成的特殊形状构造增加了催化剂的孔隙率，从而有效提高了Pt的利用率。

Ni在碱性电解质中具有较好的稳定性，可制备用于碱性燃料电池的核壳结构电催化剂。Fu等在乙二醇胶体中制备了Ni@Pt电催化剂，研究了不同原子比(Pt/Ni=1/10、2/10、5/10、10/10、20/10)时在碱性介质中对甲醇氧化的催化活性，所有的核壳结构催化剂均显示比纯铂催化剂更优异的Pt利用率和对含碳物种的抗毒化能力。

Kang等在有机金属镍复合物(NiPCTs)表面覆盖了一层Pt，制备了较少见报道的NiPCTs@Pt/C纳米粒子，这种纳米粒子(Pt：Ni=15.13：1)具有Pt的面心立方结构，与NiPCTs-Pt/C以及商用Pt/C催化剂相比，NiPCTs@Pt/C表现出优异的催化甲醇氧化能力。

Liu等制备了以金属氧化物为核的MoO x@Pt核壳结构催化剂，研究发现，MoO x核与Pt壳间的电子效应削弱了CO对Pt的吸附作用，因此，催化剂表现出了比PtRh合金和纯Pt 催化剂更优异的抗CO中毒能力。