铂基纳米材料电催化剂研究进程
铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展
铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展金属催化合成是一种强有力的有机合成方法，已被广泛应用于有机合成的各个领域。
铂族金属催化剂是一类重要的金属催化剂，由于其优异的催化效果和广泛的适用范围，在有机合成反应中受到了广泛的关注和研究。
本文将介绍铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展。
一、铂族金属催化剂的分类铂族金属催化剂包括铂、钯、铑、钌、铱等五种金属催化剂。
其中，钯催化剂是使用最广泛的一类，其次是铑、铂、钌和铱。
二、铂族金属催化剂的合成铂族金属催化剂的合成方法多种多样，一般分为以下几类：1. 先进的催化剂合成方法先进催化剂合成方法包括单分散自支撑的纳米催化剂以及均一化学物质合成的催化剂。
这种方法可以制备出高效、选择性高的催化剂。
2. 特殊合成法特殊合成法包括共沉淀法、微波合成法、热分解法、光化学合成法等。
三、铂族金属催化剂在有机合成反应中的应用铂族金属催化剂广泛应用于质子化反应、碳碳键的形成反应、还原和氧化反应、氢化反应、异构化反应、选定的有机合成反应等众多领域。
1. 质子化反应铂族金属催化剂可以在加氢作用下，促进烯烃的质子化反应，使其形成烷基化产物。
这种方法既可以用于众多化学反应如18-烷化反应、构建手性中心等的化学反应。
这种反应可以通过手性配体的引入来使反应产生相应的手性产物，具有巨大的应用潜力。
2. 碳碳键的形成反应铂族金属催化剂可以促进碳碳键形成反应，形成碳-碳键。
例如，钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂等都可以作为碳碳键形成反应的催化剂，可以用于寻找新的有机反应途径。
3. 还原和氧化反应钯催化剂和铂催化剂在还原和氧化反应中有重要的应用。
例如，钯催化还原已被广泛用于苯环和噻吩环上的卤素化合物的还原，铂催化氧化已被广泛用于醇和酚的氧化。
4. 氢化反应铂族金属催化剂还被广泛用于氢化反应，铱催化剂和钯催化剂在炔烃和叠氮化合物的氢化反应中使用最广泛。
5. 异构化反应钌催化剂则在苯环和噻吩环上的的氢化反应中适用最广，称为酰胺烯异构化反应。
电化学沉积方法制备铂催化剂的研究及应用探讨
电化学沉积方法制备铂催化剂的研究及应用探讨众所周知，铂是一种重要的贵金属催化剂，广泛应用于汽车尾气催化转化、燃料电池等领域中。
然而，铂资源十分有限，价格也较高，因此如何降低铂催化剂的成本，提高其催化性能，一直是研究的热点之一。
电化学沉积法是一种制备铂催化剂的重要方法，在本文中我们将探讨电化学沉积方法制备铂催化剂的研究现状及其应用前景。
一、电化学沉积方法的原理电化学沉积法是通过电解液中的还原反应，在电极上将离子还原成金属沉积，从而制备金属催化剂的一种方法。
其中，电化学沉积铂催化剂的原理即为在电极表面，使用电解液溶解的铂盐离子，通过加电势的作用，将铂离子还原成晶粒状的金属沉积在电极表面。
由于沉积的铂晶粒较小，表面活性较高，可有效提高催化剂的催化性能，因此电化学沉积法是制备铂催化剂的一种重要方法。
二、电化学沉积方法制备铂催化剂的研究现状在电化学沉积方法制备铂催化剂的研究中，研究者主要关注以下几点：1、电解液的配方电解液的配方是制备铂催化剂的重要因素之一，它不仅影响到铂离子的还原情况，还会影响到沉积后催化剂的催化性能。
研究者通过改变电解液中铂盐的浓度和种类，尝试寻找最优的配方。
例如，对于铂的溶剂电沉积，补充适量的氯化物离子可以使沉积速率增加，但会降低铂的分散度，从而影响催化剂的催化性能。
2、电沉积条件的优化制备铂催化剂需要控制的电沉积条件包括电位、电流密度、沉积时间等，研究者对这些条件进行优化以达到最佳效果。
例如，在一定电位和电流密度下，适当延长电沉积时间会使铂晶粒更加细小，表面更加活性。
3、合成方法的改进除了上述控制条件外，一些研究者还尝试采用不同的电解液和电极材料、脉冲电沉积等方法来制备铂催化剂，并与传统方法进行比较。
例如，研究表明，采用脉冲电沉积可以增加铂催化剂表面的金属还原次数，从而提高催化剂的长期稳定性。
三、电化学沉积方法制备铂催化剂的应用前景电化学沉积法制备铂催化剂的方法具有以下优势：1、催化剂的制备过程稳定可控，较为简单易操作。
铂基电催化剂的制备及性能研究的开题报告
铂基电催化剂的制备及性能研究的开题报告一、选题背景随着能源危机的严重化和环境问题的凸显，寻找清洁、高效、可再生的能源已经成为当今全球一个重要的研究热点。
氢氧化物燃料电池（fuel cell）由于其高效、无污染和可再生等特点，被认为是最有潜力的新型能源环保技术之一。
然而，由于其高成本和技术难度，目前仍然无法实现商业化应用。
在氢氧化物燃料电池中，电催化剂是非常重要的一环，直接关系到其性能的高低。
如今，铂基电催化剂是氢氧化物燃料电池的主要催化剂，但铂是一种稀有金属，其开采和工艺成本极高，因此非常需要寻找一种低成本、高效的替代材料。
二、研究目的本研究旨在通过制备不同形态和组成的铂基电催化剂来探究其对氢氧化物燃料电池性能的影响，为开发更为高效、低成本的氢氧化物燃料电池电催化剂提供理论参考和实验基础。
三、研究内容1.制备不同形态和组成的铂基电催化剂；2.采用XRD、TEM、SEM等分析手段对所制备的电催化剂进行表征；3.通过循环伏安法、计时安息法等方法对催化剂的电催化活性进行测试；4.对不同形态和组成的铂基电催化剂的电催化活性进行比较研究。
四、研究意义本研究可以探究不同形态和组成的铂基电催化剂对氢氧化物燃料电池性能的影响，为寻找更为低成本、高效的替代材料提供理论和实验基础，具有重要的研究价值和实际意义。
五、预期成果1.成功制备不同形态和组成的铂基电催化剂；2.探究不同形态和组成的铂基电催化剂对氢氧化物燃料电池性能的影响；3.发现一种高效、低成本的氢氧化物燃料电池电催化剂。
六、研究方法1.采用化学还原法、电化学沉积法等方法制备铂基电催化剂；2.采用XRD、TEM、SEM等分析手段对所制备的电催化剂进行表征；3.采用电化学分析法对电催化剂的电催化活性进行测试。
七、研究难点1.如何制备形态和组成各异的铂基电催化剂；2.如何准确、全面地测试电催化剂的电催化活性。
八、论文结构第一章：绪论1.1 研究背景1.2 研究目的和意义1.3 研究内容1.4 研究方法第二章：铂基电催化剂的制备2.1 化学还原法2.2 电化学沉积法2.3 其他制备方法第三章：电催化剂的表征3.1 X射线衍射分析3.2 透射电镜分析3.3 扫描电子显微镜分析第四章：电催化活性的测试4.1 循环伏安分析4.2 计时安息法分析4.3 其他测试方法第五章：结果与分析第六章：结论参考文献。
铂基纳米催化剂的制备与催化性能研究
铂基纳米催化剂的制备与催化性能研究引言：催化剂是化学反应中至关重要的组成部分，可以提高反应速率和选择性。
其中，铂基催化剂因其优异的电催化性能在许多领域得到广泛应用，如能源转化、环境保护和有机合成等。
在过去的几十年里，随着纳米技术的快速发展，铂基纳米催化剂备受关注，因其高比表面积和特殊的催化性能而被认为是未来催化剂研究的重要方向。
一、制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备铂基纳米催化剂的方法。
通过将金属前体与溶胶剂混合，并加入适量的表面活性剂或分散剂，在适当的条件下进行高温煅烧，得到均匀分散的纳米颗粒。
此法制备的铂基纳米催化剂具有较高的比表面积和催化活性。
2. 水热法水热法是另一种常用的制备方法，通过在高温高压的水环境下进行反应，使金属盐类和还原剂发生化学反应，形成纳米颗粒。
水热法制备的铂基纳米催化剂具有较高的结晶度和催化活性，适用于某些特殊反应。
二、催化性能研究1. 电催化性能铂基催化剂在电催化反应中具有优越性能，如电解水制氢、燃料电池和电化学合成等。
研究表明，铂基纳米催化剂具有较大的比表面积和更多的表面活性位点，可以提高反应速率和催化活性。
2. 催化选择性除了反应速率，催化剂的选择性也非常重要。
铂基纳米催化剂具有可调控的结构和表面形貌，可以通过调整催化剂的晶体结构和表面组分来改变其催化选择性。
例如，在有机合成中，通过控制铂基纳米催化剂的粒径和形状，可以实现对目标产品的高选择性合成。
3. 抗中毒性在一些催化反应中，如燃料电池和汽车尾气处理中，催化剂易受中毒物质的影响，导致催化活性降低。
铂基纳米催化剂由于其高比表面积和分散性，具有更好的抗中毒性能。
研究表明，纳米尺寸的铂颗粒能够减少中毒物质的吸附和固定，提高催化剂的稳定性和寿命。
结论：铂基纳米催化剂的制备与催化性能研究是当前催化剂研究的热点和挑战。
通过不同的制备方法，可以得到具有不同形貌和结构的纳米颗粒。
同时，铂基纳米催化剂具有较高的催化活性、可调控的催化选择性和更好的抗中毒性能。
铂基催化剂电催化还原co2
铂基催化剂电催化还原co2
铂基催化剂在电催化还原CO2方面表现出良好的性能。
电催化还原CO2是一种有效的将二氧化碳转化为有价值化学品的方法，对于缓解全球气候变化和推动可持续发展具有重要意义。
铂作为一种高效的催化剂，在电催化还原CO2领域受到广泛关注。
铂基催化剂的电催化还原CO2过程通常涉及以下几个步骤：
1.CO2吸附：CO2分子首先吸附在铂基催化剂的表面。
2.电子转移：在电场的作用下，CO2分子获得电子并被还原。
3.化学反应：还原后的CO2分子与催化剂表面发生化学反应，生成一系列产物，
如甲酸、甲醇、甲烷等。
铂基催化剂具有高催化活性、高稳定性和良好的选择性，使其成为电催化还原CO2领域的优选催化剂。
然而，铂的稀有性和高成本限制了其在实际应用中的推广。
因此，研究人员正致力于开发具有更高活性和更低成本的铂基催化剂，以提高电催化还原CO2的效率和经济效益。
总之，铂基催化剂在电催化还原CO2方面具有良好的应用前景。
通过不断优化催化剂的制备方法和结构设计，有望实现更高效、更环保的二氧化碳转化过程，为应对全球气候变化和促进可持续发展贡献力量。
新型能源催化剂的研究进展
新型能源催化剂的研究进展近年来，全球温室气体排放趋势呈现上升趋势，环保成为一个备受关注的话题。
而新型能源催化剂的研究，代表着现代能源技术的最新进展之一。
本文将介绍新型能源催化剂研究的发展历程、现状及展望。
发展历程新型能源催化剂研究起源于1970年代的燃料电池技术，属于分子尺度化学的范畴。
而催化反应的本质是通过降低反应活化能来加速化学反应的过程，成为人们利用能源原料的有效途径。
燃料电池技术中，催化剂可以促进氢氧化物的电解，产生电能。
而在汽车和工业等领域，催化剂可以促进燃料和氧气的反应，实现高效率的能量转换，同时大大减少温室气体等有害物质的排放。
新型能源催化剂研究的发展离不开纳米技术、化学合成技术、计算机模拟技术等的支持，它们使催化剂的制备、表征和性能测试更加精细、高效、深入。
催化剂的理论研究和实验研究也形成了互相支持、循环发展的格局。
现状目前，新型能源催化剂已经应用于多个领域。
在燃料电池领域，铂基催化剂已成为电堆中最常见、最有效的催化剂之一。
但是铂的生产成本在过去几年里一直在攀升，而且铂基催化剂在制备和使用过程中都存在一些困难。
为了解决这些问题，研究者们开始寻找替代铂的新型催化剂。
其中最重要的一类就是非贵金属催化剂。
由于非贵金属催化剂成本低、储量丰富且不会引起环境问题，因此受到越来越多的关注。
最近的研究还包括了蛋白质酶、有机小分子化合物等非金属催化剂。
例如，质子交换膜燃料电池中氧还原反应催化剂的研究方向已经从Pt/C转向了非贵金属复合物催化剂。
在化学催化领域，金属有机框架催化剂、共价有机催化剂等新型催化剂的研究也在快速发展，它们在催化剂设计和合成方面都有创新性。
展望尽管新型能源催化剂已经有很多成果，但是仍存在着很多问题和挑战。
未来的研究方向包括提高催化剂的选择性、稳定性和活性，同时也要考虑催化剂的适用范围和经济性。
继续推进对新型催化剂的基础理论研究，并与工程实践相结合，将是新型能源催化剂研究的未来发展方向。
纳米碳基铂电催化剂的研制及表征
中图分类号 ： ＴＭ９ １ ４ １． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ７ ５ ５ ２ １ ） ６ ０ ４ —０ １ ０ —７ ４ （ Ｏ Ｏ ０ — ０ ９ Ｓ
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摘 要 ： 用 Ｖｕｃ ｎ Ｘ 一 ７ Ｒ 型 炭 黑 为 Ｐ 的 载 体 ， Ｈ Ｐ Ｃ 。 前 驱 体 ， 制 出纳 米 Ｐ ／ 电 催 化 剂 。讨 采 ｌ ｃ ａ ２ ｔ 以 ｔ １为 研 ｔＣ 论 了 Ｐ／ ｔ Ｃ电 催 化 剂 研 制 过 程 中 的 影 响 因素 ， 采 用 ＴＥ 、 Ｐ ＸＲ 比表 面 积 测 试 仪 等 手 段 对 研 制 出 并 Ｍ Ｓ Ｘ、 Ｄ、 的 电催 化 剂 进 行 表 征 。结 果 表 明 ， 制 的催 化 剂 Ｐ 的 平 均 粒 度 小 于 ５ ｎ 比表 面 积 大 于 １ ０ ｍ ｇ 主 研 ｔ ｍ、 ２ ／ 、 品位 含 量 大 于 ９ ． ５ 、 散度 高 。 ９ ９ 分 关 键 词 ： 米 ； 体 ； ｔ Ｃ； 纳 载 Ｐ ／ 电催 化 剂 ； 征 表
铂基催化剂的制备及其应用研究
铂基催化剂的制备及其应用研究铂基催化剂是一类优秀的催化剂，在化工、能源等领域中应用广泛。
本文将介绍铂基催化剂的制备方法和应用研究进展。
一、铂基催化剂的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的铂基催化剂制备方法，主要原理是通过水/乙醇等溶剂中配合物溶胶的形成，再通过热处理、干燥、焙烧等步骤将溶胶转化为凝胶，最终形成铂基催化剂。
这种方法不仅制备简单，而且可以控制催化剂的晶粒大小、孔径分布等结构性能，从而提高催化剂的催化活性和选择性。
2. 沉淀法沉淀法是一种以铂酸盐、氯铂酸等为原料，通过还原、沉淀等方式制备铂基催化剂的方法，它的优点是制备过程简单，产量高，可批量生产。
但是，沉淀法所得催化剂的结构和性能存在较大不确定性，因为化学反应过程不可控的因素较多。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种制备铂基催化剂的高效方法，它以金属有机化合物、有机卤化物等为前体，在惰性气体/惰性气体+氧气的气氛中进行化学反应，其中产生的热量和化学反应生成的各种中间体，最终在高温下形成纯铂或铂基合金微晶。
这种方法制备的铂基催化剂具有高的纯度、高催化活性和良好的耐热性。
二、铂基催化剂的应用研究进展1. 化工催化铂基催化剂在化工领域中有广泛的应用，例如制备高活性和选择性的异构化催化剂，用于重碳氢分子环化反应、重氮化反应及加氢裂解等催化反应。
2. 能源转化与存储铂基催化剂在能源转化和存储中也具有重要的应用，例如用于制备高效的氢燃料电池催化剂，实现清洁能源转化和利用，还可用于太阳能电池中的反向微反应器件等。
3. 生物医药领域铂基催化剂还在生物医药领域中得到了广泛的应用，例如铂基催化剂可以用于纯化制备蛋白质，丙型流感病毒抑制剂等。
此外，铂基催化剂还可用于癌症治疗，抗生素制药等方面的研究。
总之，铂基催化剂是一种广泛且重要的催化剂，它在化工、能源等领域中的应用日益广泛。
通过针对铂基催化剂的结构优化、表面修饰等技术研究，将有助于提高铂基催化剂的催化活性、选择性和稳定性，从而为更广泛的应用市场提供更好的技术服务和催化剂供给。
铂族金属催化剂的研究与开发
铂族金属催化剂的研究与开发近年来，铂族金属催化剂已经成为催化化学领域的重要研究方向。
作为一种高效、稳定、选择性能好的催化剂，铂族金属催化剂在汽车尾气净化、石油加工、有机合成、新能源开发等领域都具有广阔的应用前景。
因此，铂族金属催化剂的研究与开发已经成为现代催化化学的重要方向之一。
I. 铂族金属及其催化剂的基础知识铂族金属指的是铂、钯、铑、钌、铱和鲁米尼等元素。
它们的共同特点是：原子序数较大，外层电子数较少，电子云排布不规则，价电子主要来自d轨道，特别是d8-D10的电子数量很少，因此它们都具有较好的催化性能。
这些金属与其化合物都有很好的氧化还原性和分子吸附能力，因此可以用以催化氧化反应、还原反应、碳氢化合反应等。
铂族金属催化剂的基础结构通常为金属粒子在载体（如碳、氧化铝等）上的分散，铂族金属催化剂的活性和稳定性与其粒子大小、分散程度、晶面的暴露程度以及手性结构等因素有关。
II. 铂族金属催化剂的应用由于铂族金属催化剂具有较好的催化性能和选择性，因此在汽车尾气净化、石油加工、有机化合物合成、新能源开发等领域都有广泛的应用。
1. 汽车尾气净化铂族金属催化剂广泛应用于汽车三元催化器中，用于催化氧化反应将尾气中的CO、HC等有害物质转化为CO2、H2O等无害物质。
铂族金属催化剂的活化及其搭载方法是影响汽车尾气净化效果的重要因素。
2. 石油加工铂族金属催化剂在石油加工中被广泛应用。
其中，钯铂催化剂在精细石油加工中用来降低烯烃和芳香烃的含量，铱催化剂则用于加氢裂化等反应。
3. 有机合成铂族金属催化剂在有机合成中被广泛应用，例如王水处理烷烃制备烯烃的反应中，用铑催化剂可以使该反应具有较高的选择性和催化速度。
4. 新能源开发随着对化石能源枯竭的担忧和对环境污染的增强，人们日益重视可再生能源的开发。
铂族金属催化剂在太阳能电池、燃料电池、光催化等新能源领域有着广泛的应用。
III. 1. 金属粒子的制备和表征铂族金属催化剂的活性和稳定性与其实际运用时的物理、化学性质有关。
一维铂基纳米结构氧还原电催化剂的设计与合成
一维铂基纳米结构氧还原电催化剂的设计与合成牛慧婷;夏琛沣;黄磊;Shahid Zaman;Thandavarayan Maiyalagan;郭巍;游波;夏宝玉【期刊名称】《催化学报》【年(卷),期】2022(43)6【摘要】燃料电池因其转换效率高和环境友好而引起了人们的广泛关注.然而,缓慢的阴极氧还原反应(ORR)动力学严重限制了燃料电池的性能.铂基材料是非常有前景的ORR催化剂,但是铂储量稀少和价格昂贵阻碍了其在燃料电池领域的应用.因此,设计和开发新型纳米结构催化剂,降低铂用量和提高铂利用率是非常必要的.一维铂基纳米结构因其高比表面积、高导电率和优异的抗腐蚀性,在ORR催化中表现出巨大的应用潜力.本文综述了一维铂基催化剂的合成、设计和优化策略以及在ORR 应用方面的最新进展.简单介绍了ORR的反应机理和一维材料的结构优势,从合成策略上详细讨论了模板法和无模板法两个合成路径,并强调了外部形貌(纳米棒、纳米线和纳米管)及内部组成(无序合金和金属间化合物)的优化,以及一维铂基纳米材料的多维组装结构.在合成方面,可通过调节模板、表面活性剂、封装剂和结构导向剂等控制生长过程获得更多样的一维结构及其多维组装结构.相对于模板法,无模板法在制备工艺上更加简单.此外,不同的一维结构可通过改善电化学活性表面积及其原子利用率显著提升ORR催化性能.同时,可通过几何效应、应变效应及其协同效应调节铂的电子结构,进而提高催化性能.在化学组成上,过渡金属的引入不仅可以降低铂的用量并提高铂的利用率,还可以调节铂的d带中心,增强催化活性.与无序合金相比,金属间化合物由于增强的Pt(5d)-M(3d)相互作用同样展现出优异的催化性能.物理结构和化学结构的综合调控可极大地改善一维铂基结构的电催化性能.本文还就一维铂基材料的合成创新、结构设计、物理表征和理论研究等提出了展望,指出了一维铂基催化剂的应用潜力,为燃料电池ORR催化剂的发展和实际应用指明了方向.【总页数】14页(P1459-1472)【作者】牛慧婷;夏琛沣;黄磊;Shahid Zaman;Thandavarayan Maiyalagan;郭巍;游波;夏宝玉【作者单位】华中科技大学化学与化工学院;印度SRM科学技术学院化学系电化学能源实验室【正文语种】中文【中图分类】G63【相关文献】1.钛基纳米多孔钯-铜催化剂的水热法合成及对甲酸氧化和氧还原的电活性2.自还原加回流法合成掺杂Fe、Ni铂基高催化活性和稳定性纳米催化剂3.钛基纳米多孔钯-铜催化剂的水热法合成及对甲酸氧化和氧还原的电活性（英文）4.类石榴状结构Co_(3)O_(4)@ZIF-8纳米电催化剂的设计合成及其氧还原/氧析出性能研究5.铂基氧还原电催化剂的结构演变因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
自组装纳米金膜上铂微／纳结构电催化剂的制备及性能
响，确定 了最佳沉积电位 为０ｖ， 最佳沉积时间为 ６０Ｓ ０ ．同时对比考察 了 Ｐ／ ｕ Ｐ Ｐ ／ Ｃ Ａ Ｎ ／ Ｅ Ｇ Ｅ ｔＡ Ｎ ／ Ｅ Ｇ Ｅ， ｕ Ｐ Ｐ ／ Ｃ 和纯 Ｐ 电极在 ０ １ｍ ｌＬＨ Ｓ 介质中对 甲酸 电氧化活性 以及载 体对沉积物形态 和甲酸氧化活性 的影响． ｔ ． ｏ Ｏ ／ 研究结果表明 ， 纳米金组 装体对铂的电沉 积有 明显 的促进作 用； ｔＡ Ｎ ／ Ｅ Ｇ Ｅ对 甲酸的电氧化有很好 的 Ｐ／ ｕ Ｐ Ｐ ／ Ｃ
纳米金 的制备 方法参见 文献 ［６ ． １］ ＡＮ ｕ Ｐ组装体 的制备 ： 玻碳 电极 （ 简称 Ｇ Ｅ） 次用 １０ ０３和 ００ ｍ 及Ａ： ３ Ｃ 依 ．，． ．５ 一Ｉ 抛光 成镜 面 后 ， Ｏ
收稿 日期 ： ０９０ －８ ２０ －１２ ．
基 金项 目：国家 自然 科学 基 金 （ 准 号 ： ０ ４ ０３ 和 教 育 部 海 外 归 国人 员科 学 研 究 基金 资助 ． 批 ２５ ３０ ）
分子 的研究 结果表 明 ， 在免疫标 定示踪 等领 域具 有 广 阔的应 用前 景 ～ ．此外 ，纳米金 在 有机 和无 其
机小分子催 化氧化 方面具有 很高 的催 化氧化 活性 ， 该研究 已成 为前沿课题 ． 目前金 属 Ｐ 和 Ｐ ｔ ｄ是燃 料电池 中应用最 广的催化 剂 ， ｔ 甲酸 电催 化氧化性 能 比 Ｐ 差 ， Ｐ对 ｄ 而对 甲 醇 的 电催化 活性优 于 Ｐ ， 存在 使用成 本高 、 应慢 、 ｄ且 反 选择 性低 和在催 化过 程 中易 中毒等缺 点 ．研究 结 果表 明 ， 于 Ｐ 的二元金属 复合材 料可 以克服纯 Ｐ 的上述 缺点 ～ ， Ｐ． ｕ ，Ｐ． ｉ刚及 Ｐ． ｓ 基 ｔ ｔ 如 ｔ Ｒ ｔ ¨ Ｂ ｔ ／ Ｏ ｃ 川 等纳米 复合材 料可提高 甲酸的催 化氧化 活性．同时 ，纳米金 与 Ｐ 复合材料 的制备 与电催化性 能 的 ｔ 研 究也备受 关注 ， Ｌ ｏ等０ ｃ 如 ｕ 、 ｅ等 ’ Ｐ ｒ ¨ ” 、 ａｋ等 ｌ Ｌｅ等 ¨ 和 ｅ 分别 采用化学 法 、 械混合法 和金属 机 热 处理加工 法制备 了金铂核壳 结构 、 铂 纳米 合金 和 金铂／ 纳 米 复合 材料 ， 研 究 了其对 甲醇 和 甲 金 碳 并 酸的 电氧化 过程．而关于 纳米金静 电 自组 装膜上 电沉积负 载 Ｐ 催化氧化 甲酸 的研 究报道 则很少 ． Ｉ 本文基 于纳米 金 （ ｕ Ｐ 表 面基 团的静 电 自组装 作 用制 备 了多层 有序 的纳米 金超 薄膜 ， 过循 环 ＡＮ ） 通
纳米材料在电催化领域中的应用研究
纳米材料在电催化领域中的应用研究随着科技的不断发展与进步，纳米材料的研究与应用已经得到了广泛关注。
纳米材料具有独特的物理、化学和生物学特性，广泛应用于电子、药物、材料等领域。
在电催化领域中，纳米材料也已经开始发挥其独特的优势。
本文将就纳米材料在电催化领域中的应用研究进行探讨。
一、纳米材料在电催化领域中的应用概述电催化是利用电场或电流来促进反应或催化反应的一种新兴的催化技术。
纳米材料在电催化领域中的应用主要包括金属、金属氧化物、碳基材料、半导体材料等。
①金属纳米材料金属纳米材料具有高比表面积、优异的催化活性，广泛应用于燃料电池、电化学传感器、电化学合成等领域。
例如，将铂纳米颗粒修饰在碳纳米管表面，形成Pt/CNTs复合材料，可用于燃料电池的阳极催化剂。
金属纳米材料也可以与其他纳米材料、有机小分子制备复合材料，进一步增强其催化活性和稳定性。
②金属氧化物纳米材料金属氧化物纳米材料是一种新兴功能材料，具有较高的催化活性、较好的稳定性和可调性。
例如，二氧化锰、氧化钨、氧化钨、氧化铁等金属氧化物的纳米材料可以应用于氧还原反应、燃料电池、水分解等领域，这些应用也是电化学能量转化的重要组成部分。
③碳基纳米材料碳基纳米材料包括碳纳米管和石墨烯等，具有高比表面积、优异的导电性和催化活性，广泛应用于电化学传感器、催化剂、电化学还原等领域。
例如，氧化石墨烯与金属纳米颗粒合成的纳米复合材料可以应用于电催化传感器，对燃料电池的运行状态进行监测和控制。
④半导体纳米材料半导体纳米材料具有优异的电子结构和光物理特性，是一种重要的光电材料。
其中，纳米氧化锌、纳米二氧化钒、纳米二氧化钛等材料可应用于光电催化反应、光电降解等领域，是一种绿色环保的能源开发技术。
二、纳米材料在电催化领域中的应用案例纳米材料在电催化领域中的应用案例也越来越多。
例如，美国普林斯顿大学化学系的研究团队，首次使用金纳米晶体催化还原CO2，获得了较高的催化活性和选择性。
质子交换膜燃料电池催化剂纳米铂材料研究进展
2020年11月 贵 金 属 Nov. 2020第41卷第4期Precious MetalsV ol.41, No.4收稿日期：2019-09-15基金项目：国家自然科学基金项目(51576201)；广东省自然科学基金研究团队项目(2015A030312007)；东莞市引进创新科研团队项目(201460710200034)；中国科学院可再生能源重点实验室基金项目(Y807j41001)；STS 区域重点项目(KFJ-STS-QYZD-2021-02-003)第一作者：王志达，男，博士，副研究员，研究方向：纳米材料、PEMFC 低铂载量催化剂。
E-mail ：************** *通讯作者：闫常峰，男，博士，研究员，研究方向：氢能基础及应用相关研究。
E-mail ：*************质子交换膜燃料电池催化剂纳米铂材料研究进展王志达1，甘 源1，闫常峰1 *，刘光华2(1. 中国科学院广州能源研究所 中国科学院可再生能源重点实验室 广东省新能源和可再生能源 研究开发与应用重点实验室，广州 510640；2. 百大新能源股份有限公司，广东 东莞 523808)摘 要：提高活性、降低贵金属担载量是质子交换膜燃料电池(PEMFC)催化剂的重点研究内容，纳米铂材料是提高阴极氧还原反应(ORR)活性的核心研究方向之一。
基于对104篇文献的分析，综述了纳米铂颗粒的粒径、晶面和形貌对催化剂的活性和寿命的影响，以及纳米铂合金的成分和核-壳结构等因素对催化性能的影响。
分析现有方法技术的优点和不足，提出催化剂有序化结构和优化ORR 反应过程的研究方向。
关键词：质子交换膜燃料电池；阴极催化剂；氧还原反应；纳米铂；活性；寿命中图分类号：TM911.4；O643.3 文献标识码：A 文章编号：1004-0676(2020)04-0072-09Research Progress on Pt-based Nanomaterials for ORR Electrocatalysts of PEMFCWANG Zhi-da 1, GAN Yuan 1, YAN Chang-feng 1 *, LIU Guang-hua 2(1. CAS Key Lab of Renewable Energy, Guangzhou Institute of Energy Conversion,Guangdong Key Lab of New and Renewable Energy Research and Development, Guangzhou 510640, China;2. Baida New Energy Company, Dongguan 523808, Guangdong, China)Abstract: Improving the activity and reducing the amount of supported precious metals play an important role in the research of electrocatalysts for proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). Platinum (Pt) based nanomaterials are one of the key parts of enhancing the activity of the cathode catalysts on oxygen reduction reaction (ORR). Based on the analysis of 104 published papers, the influences of particle size, crystal facets and morphologies of the Pt-based nanoparticles (NPs) on the activity and stability of catalysts, as well as the alloy compositions and the core-shell structure on the catalytic performance, are discussed. By analyzing the advantages and shortcomings of the existing methods and technologies, and the research directions of designing catalysts with ordered nanostructure and optimizing the ORR process are proposed.Key words: PEMFC; cathode catalysts; ORR; Pt-based nanomaterials; activity; stability氧还原反应(ORR)作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的首选阴极反应，包含多个反应基元，涉及多种中间态粒子，历程异常复杂[1-3]。
纳米电催化材料的研究进展
纳米电催化材料的研究进展纳米电催化材料是一种具有纳米尺度晶格结构并具有催化活性的材料。
由于其高比表面积和丰富的表面活性位点，纳米电催化材料在电催化领域具有广泛的应用潜力。
近年来，通过合成方法的不断改进和表征技术的提高，纳米电催化材料取得了重要的研究进展。
首先，合成方法方面的进展是纳米电催化材料取得重要突破的关键。
目前常用的合成方法包括溶液法、气相法、固相法等。
溶液法是最常用的合成方法之一，可以通过控制合成条件和添加特定的添加剂来调控纳米材料的形貌和结构。
气相法可以得到高纯度的纳米材料，但需要高温和高压条件下进行。
固相法通过调节反应温度和时间，可以得到具有良好晶体结构和形貌一致性的纳米催化材料。
其次，表征技术的发展为纳米电催化材料的研究提供了强有力的支持。
传统的表征方法如X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）可以研究纳米材料的晶体结构和形貌，但对于纳米尺度的材料则存在一定的限制。
近年来，透射电子显微镜（TEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等高分辨率表征技术的发展使得研究者可以直接观察到纳米材料的晶格结构和表面形貌，揭示了纳米材料的微观结构特征。
另外，纳米电催化材料的性能改进也是研究的重点之一、研究者通过合理设计材料结构和表面活性位点的调控，可以提高材料的催化活性和稳定性。
例如，通过合金化、掺杂和表面修饰等方法可以增强催化活性位点的吸附能力和催化活性。
此外，应用纳米材料在电催化领域的过程研究也取得了重要的进展，如电催化机制和催化反应动力学研究等。
最后，纳米电催化材料的应用拓展也值得关注。
纳米电催化材料在燃料电池、电解水制氢和电化学传感等重要领域具有广泛的应用前景。
研究者通过合成控制和性能改进，提高了材料的催化活性和稳定性，推动了相关应用的发展。
同时，纳米电催化材料在能源转化和环境保护方面具有重要的应用价值，未来的研究将更加关注其在能源转化和环境领域的应用。
综上所述，纳米电催化材料的研究取得了重要的进展，这些进展包括合成方法的优化、表征技术的改进、性能的提高以及应用的拓展。
电解水制氢过程中铂基催化剂的研究
电解水制氢过程中铂基催化剂的研究随着全球环保意识日益提高，燃料电池越来越得到人们的青睐，而燃料电池中的氢气则成为了一个重要的能源，本文探讨的是电解水制氢过程中铂基催化剂的研究。
一、电解水制氢过程简介电解水制氢是一种纯净、环保的氢气生产方法。
水分子在经过电解后，被分解为氢和氧，其中的反应式如下：2H2O --> 2H2+O2在这个过程中，电池将电能转化为化学能，同时将水分子分解成氢和氧，其中氢气可以被收集和利用，而氧则被氧化成水分子排放。
二、铂基催化剂的作用然而由于水分子本身的稳定性，水分子很难被电解分解。
因此，需要一种催化剂来加速水分子的离解过程，同时增强氢气的产生速率。
铂基催化剂是一种常用的催化剂，它能够促进水的电解，提高氢气生成速率。
铂基催化剂是由铂金属和其它金属（如钯、钌等）共同构成的化合物。
铂金属拥有很好的催化性能，它可以加速水分子离解成氢离子和氢气，并且可以使氢离子在催化剂表面上转移，从而增强了氢气的产量。
三、目前铂基催化剂的研究现状铂基催化剂已经在燃料电池和电解水制氢等领域得到了广泛应用。
然而，目前的铂基催化剂存在一些问题，如价格较高，铂金属对毒气的抗性较差等。
这些问题使得铂基催化剂无法完全取代其它催化剂。
因此，研究人员对铂基催化剂进行了进一步的研究，以寻找更加优秀的铂基催化剂。
研究表明，掺杂其它金属（如钯、钌、铑等）的铂基催化剂，可以大大提高催化剂的抗毒气能力和催化性能。
此外，研究人员还将焦磷酸铁等非贵金属催化剂和铂金属催化剂复合使用，形成了一种新型的催化剂。
该催化剂不仅在电解水制氢过程中表现出很好的催化性能，在燃料电池中也具有很高的催化活性，而且价格较低，具有良好的应用前景。
四、结论总之，随着环保意识的日益提高，电解水制氢成为了一种新型的氢气生产方式。
铂基催化剂的研究是电解水制氢过程中不可缺少的一环，而随着研究的进一步深入，科学家们也将有望找到一种性能更加优异、价格更加合理的铂基催化剂，并且加速燃料电池等技术的发展。
水热法制备铂系金属纳米材料的研究进展
2018•08行他动忠当代化工研究 q Chenmical I ntermediate水热法制备铂系金属纳米材料的研究进展*魏沛务(河南省实验中学河南450003)摘要：铂系金属纳米材料因其优异的催化性能而受到科研界和工业界的广泛关注。
但高昂的成本限制了其大规模应用，因此制备出高 效、稳定的铂系金属催化剂显得尤为重要.针对这个问题，本文综述了水热法制备粕系金属纳米材料的研究现状，主要包含零维纳米颗粒、一维纳米线和二维纳米片，总结了目前研究成果及其优缺点，并对水热法制备以及铀系金属应用前景方面进行了展望。
关键词：铂系金属；水热法；纳米颗粒；纳米线；纳米片中图分类吾：T文献标识码：AResearch Progress in Preparation of Platinum-based Metal Nano-materials byHydrothermal MethodWei Peiyao(Experimental Middle School of He’nan Provicne，He’nan，450003)Abstract: Platinum-based metal nano-materials have attracted extensive attention from scientific research and industry f o r their excellent catalytic p erformance. However, the high cost limits its large-scale application, so it is p articularly important to prepare a highly efficient and s table platinum-based metal catalyst. In view o f t his problem, this paper summarizes the research status o f t he preparation o f p latinum-based metal nanomaterials by hydrothermal method, mainly including z ero-dimensional nanoparticles, one-dimensional n anowire and t wo-dimensional nanosheet. This paper summarized t he current r esearch results and t heir advantages and d isadvantages, and l ooked f orward t he application p rospect o f p latinum-based metal and h ydrothermal p reparation.Key wordsz platinum metals\ hydrothermal method-, nanoparticles\ nanowires；nanosheet1■引言铂系金属指元素周期表中的钌、铑、钯、锇、铱、铀六种元素。
铂基催化剂的制备及其催化性能研究
铂基催化剂的制备及其催化性能研究一、引言催化剂是一种重要的化学品，可以在反应过程中增强反应速率、改变反应选择性等。
铂基催化剂被广泛应用于石油化工、化学合成和环境保护等领域。
近年来，随着人们对环境和资源的关注，对铂基催化剂的研究也日益重要。
本文将介绍铂基催化剂的制备方法、表征手段和催化性能研究，并探讨其应用前景。
二、铂基催化剂的制备铂基催化剂分为负载型和非负载型。
负载型催化剂由铂及其它过渡金属或氧化物负载在某种载体上制成，如氧化铝、硅胶等。
非负载型催化剂不需要载体，直接制备。
1.负载型制备方法（1）浸渍法：将负载体（如γ-Al2O3）浸泡在铂盐溶液中，蒸干，再还原得到铂负载催化剂。
（2）共沉淀法：将负载体、铂盐和过渡金属盐同时溶于适当溶液中，调节pH值，共沉淀，再还原得到铂负载催化剂。
（3）络合物沉淀法：将铂和过渡金属溶于异丙醇中，与负载体反应，络合物沉淀，再还原得到铂负载催化剂。
2.非负载型制备方法（1）氧气化还原法：将铂盐溶于水中，加入适量氧气和还原剂，使铂被氧化还原，并析出铂基催化剂。
（2）微波辐射法：将铂盐溶于水中，放置在微波炉中，通过微波辐射反应，得到铂基催化剂。
三、铂基催化剂的表征铂基催化剂的表征方法多种多样，主要包括X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、氮吸附–脱附等。
XRD可以分析铂基催化剂的晶体结构，TEM和SEM可以获得催化剂的形貌和尺寸分布，FTIR可以表征催化剂表面官能团的种类和含量，氮吸附–脱附则可以测量催化剂的比表面积和孔径分布等。
四、铂基催化剂的催化性能研究铂基催化剂的催化性能可以通过催化剂的活性、选择性、稳定性等方面来衡量。
此外，还可以评估催化剂对于反应产物的选择性和反应机理的理解。
铂基催化剂通常应用于烷基化、加氢、加氢解等反应过程中。
比如，铂基催化剂可以催化芳烃加氢形成环烷烃，提高燃料的辛烷值；也可以催化碳氢化合物加氢解生成低碳烯烃，如扭烯烃和顺烯烃等，提高产物的选择性。
燃料电池催化剂文献报告
燃料电池催化剂文献报告燃料电池催化剂是燃料电池中的核心组件，它们在电化学反应中起到催化剂的作用，提高了燃料电池的性能和效率。
催化剂的选择和设计对于燃料电池的性能具有重要影响。
为了更好地了解燃料电池催化剂的研究进展，本文将对近年来的相关文献进行综述。
近年来，钯基催化剂在燃料电池中得到了广泛的应用。
赵等（2024）研究了多组分钯基催化剂的合成方法，并评估了其在甲醇燃料电池中的性能。
研究结果表明，多组分催化剂相比单组分催化剂具有更高的催化活性和稳定性。
铂基催化剂也是常用的燃料电池催化剂。
封等（2024）通过调控铂纳米颗粒的大小和形貌，制备了一种新型的铂基催化剂，并研究了其在氧还原反应中的电化学性能。
研究结果显示，所制备的铂基催化剂具有良好的催化活性和耐久性。
除了钯和铂基催化剂，过渡金属化合物也是研究的热点之一、李等（2024）报道了一种镍基催化剂的合成方法，并研究了其在乙醇燃料电池中的应用。
研究结果表明，所制备的镍基催化剂在氧还原反应中具有较高的催化活性和稳定性。
此外，还有一些新型催化剂的研究工作取得了一定的进展。
杨等（2024）报道了一种基于二氧化钛纤锌矿型结构的铜基催化剂，并研究了其在甲醇燃料电池中的应用。
研究结果显示，所制备的铜基催化剂在氧还原反应中表现出优异的催化活性和稳定性。
此外，还有一些文献致力于研究催化剂的改性方法。
贾等（2024）研究了一种基于贵金属纳米粒子的催化剂改性方法，并评估了改性后的催化剂在直接甲醇燃料电池中的性能。
研究结果表明，改性后的催化剂具有更高的催化活性和稳定性。
综上所述，燃料电池催化剂的选择和设计对燃料电池的性能具有重要影响。
近年来，钯基、铂基和过渡金属化合物催化剂是研究的热点之一、此外，一些新型催化剂的研究工作也取得了一定的进展。
催化剂的改性方法也是一个研究的重点。
未来的研究方向可以进一步优化催化剂的合成方法，提高催化剂的性能和稳定性，以推动燃料电池技术的发展。
铂钯纳米催化剂的制备及对甲醇的电催化性能
铂钯纳米催化剂的制备及对甲醇的电催化性能化学与材料学院化学专业107012007xxx xx 指导老师：林深【摘要】采用循环伏安法在玻碳电极上制备了铂钯纳米催化剂，用扫描电子显微镜( SEM) 、电子能谱技术(EDS)、X射线光电子能谱分析（XPS）和循环伏安法(CV)研究了催化剂的组成、形貌及其对甲醇电催化氧化活性．结果表明，铂钯双金属的协同作用，相比于纯铂催化剂，对甲醇的电催化氧化有更强的催化活性，且具有良好的稳定性。
【关键词】电沉积；铂钯；纳米催化剂；甲醇电催化氧化直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell)为质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的一类，它直接使用水溶液以及蒸汽甲醇为燃料供给来源，不需通过重组器，重组甲醇、汽油及天然气等再取出氢以供发电。
直接甲醇燃料电池(DMFC) 低温生电、燃料成分危险性低与电池结构简单等特性使其可能成为可携式电子产品应用的主流，因而成为燃料电池研究中的热点课题[3~4]。
纳米粒子铂晶粒体积小，比表面积大，表面活性中心多，其催化活性和选择性大大提高，是对甲醇电催化氧化最具活性的催化剂[1~2]。
但是铂价格昂贵、资源有限，这些制约了燃料电池的实用化进程。
因此减少贵金属用量、提高贵金属的利用率是直接甲醇燃料电池的研究需重点解决的问题,人们也在不断研究开发利用非贵金属或低含量贵金属催化剂[11]。
人们发现，钯也是良好的催化剂，且价格比铂便宜，可以用作助催化剂[7~8]。
本论文从更换新型载体,添加辅助催化剂，探索纳米催化剂的新制备方法入手，利用循环伏安法简单并且容易控制沉积时间的特点[9]，在预处理的玻碳电极上，制得了Pt/Pd纳米催化剂，通过扫描电子显微镜(SEM) 、电子能谱技术(EDS)、X射线光电子能谱分析（XPS）和循环伏安法(CV) 等表征方法，对催化剂的组成、形貌、结构和电催化氧化甲醇活性进行了研究。
1 实验部分1.1 试剂与仪器H2SO4, H 2PtC14，PdCl2 ，氢氧化钠，无水乙醇，甲醇等均为分析纯；超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；JSM5600型扫描电子显微镜(日本)，能量散射光谱（EDS），Quantun-2000X射线光电子能谱，美国NanoScopeⅢ原子力显微镜；CHI 660 C电化学工作站（上海辰华仪器公司）。
三维铂基纳米材料的制备及其在直接醇类燃料电池中的应用
三维铂基纳米材料的制备及其在直接醇类燃料电池中的应用篇一咱搞这三维铂基纳米材料的制备和应用研究啊，一开始真是两眼一抹黑。
就说第一次进实验室，看到那些瓶瓶罐罐和奇奇怪怪的仪器，心里直发怵。
导师给了个任务，让先熟悉一下铂基材料的基本性质，我就抱着本厚厚的资料开始啃，那些专业术语看得我脑袋都大了，什么“晶体结构”“原子配位”，感觉像看天书似的。
好不容易熬过了理论学习阶段，开始动手制备这三维铂基纳米材料。
第一次尝试，我照着文献上的步骤，小心翼翼地称取铂盐，那电子秤上的数字稍微跳一下，我的心都跟着颤一下，就怕量错了。
把铂盐溶解在溶剂里，搅拌的时候，看着溶液慢慢变得均匀，还挺有成就感。
接着加入各种试剂进行反应，那过程就像在做一场化学魔术，期待着神奇的纳米材料诞生。
可是，理想很丰满，现实很骨感。
反应结束后，拿去做表征，结果一出来，啥都不对！纳米材料的形貌完全不是预期的三维结构，而是乱糟糟的一团。
我当时就傻眼了，跑去问师兄师姐，他们笑着说：“这很正常，制备纳米材料哪有一次就成功的，慢慢摸索吧。
”没办法，只能重新开始。
我仔细分析了之前的步骤，觉得可能是反应温度控制得不好。
于是，第二次制备的时候，我守在加热装置旁边，眼睛死死地盯着温度计，一刻都不敢离开。
那几个小时，感觉比上一天课还累，眼睛都看酸了。
终于，反应结束后，这次的表征结果有了点起色，虽然还不是完美的三维结构，但至少有点那个意思了。
有了点信心后，我继续优化实验条件。
在制备过程中，我发现搅拌速度也很关键。
有一回，搅拌器突然出了点故障，转速不稳定，我赶紧手动搅拌，那场面可滑稽了，一手拿着搅拌棒，眼睛还得盯着反应瓶，累得我满头大汗。
不过，也正是这次意外，让我发现了合适的搅拌速度范围。
经过无数次的尝试和改进，终于成功制备出了较为理想的三维铂基纳米材料。
接着就是把它应用到直接醇类燃料电池中。
把材料组装到电池里的时候，我紧张得手都有点抖，就怕一个不小心弄坏了。
测试电池性能的时候，我和实验室的小伙伴们围在仪器旁边，眼睛紧紧地盯着显示屏上的数据。
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铂基纳米材料电催化剂研究进程
对于各种燃料电池的实际应用具有重要的促进作用。
从载体负
载的纯铂颗粒、组分调节、晶面控制和三维结构构建等几方面详细
介绍了铂基纳米材料电催化剂制备合成和性质研究的最新进展。
关键词：铂基纳米材料；燃料电池；电催化剂；合成方法
铂（Ｐｔ）材料因具有独特而丰富的电子结构和高的结构稳定性，在很多反应中显示出优异的催化性能，在石油催化重整、有机
合成、硝酸生产等现代工业的重要领域中具有不可替代的作用。
伴
随着能源需求的日益增长、传统化石能源的逐渐消耗和生态环境的
持续恶化，寻求更加充足和清洁的能源变得非常急迫。
燃料电池具
有能量转化效率高、有害气体排放少、燃料来源广泛、噪声低等优点，近几十年来一直受到人们的大量关注，相关研究也获得了极大
的进展。
在燃料电池中，铂对阴极氧还原反应和阳极小分子（氢气、甲醇、乙醇、乙二醇、甲酸等）氧化反应都具有优异的催化作用，
是已知性质最好的单金属燃料电池电极催化剂。
但是铂储量稀少，
价格非常昂贵，寻找有效的途径以提高铂的利用率显得非常重要。
相对于块体材料，铂基纳米材料具有较高的比表面积、丰富的活性
位点，其催化活性较前者有很大的增强，铂的利用率也得到了提高。
构建高比表面积的铂基纳米材料有两种主要途径，一是将尺寸很小
的铂纳米颗粒负载或生长在导电载体上，另一个是设计合成“三维”结构，如空心、多孔、框架结构等。
催化剂材料所暴露的晶面决定
了表面的原子构型和电子结构，直接影响反应物分子的电化学吸附
和分解反应。
因此，控制铂基催化剂纳米颗粒具有不同的晶面，或
具有不同的几何外形，是探索高性能铂基催化剂的一种有效途径。
另外，将铂与其他组分结合在一起，构建合金、异质和核壳等纳米
结构，也是近几年的研究热点。
大量实验结果表明，这种方法在有
效减少铂金属含量、降低催化剂成本的同时，能够调节多组分界面
处铂的原子构型和电子结构，进而影响催化剂性能。
不同组分间的
协同效应也影响了催化反应发生的路径，能够有效增强催化剂的催
化性能。
本文从载体负载的纯铂颗粒、组分调节、晶面控制和三维
结构构建等几方面，详细阐述近几年来铂基纳米材料的制备合成以
及相关的电催化性质研究进展。
１纯铂纳米颗粒
对于近似为球形的粒子，其比表面积与半径近似成反比关系。
因此减小铂颗粒的尺寸，可以获得可观的电化学活性表面积，增加
单位质量铂的催化活性位点，提高贵金属铂的利用率。
但是尺寸的
减小会导致体系表面能的增大，在数纳米尺度时颗粒团聚现象变得
非常严重，催化剂质量活性因此而急剧降低。
为防止这种现象发生，需要引入支撑纳米颗粒的载体。
一般对载体有几点要求，即具有良
好的导电能力、稳定性和分散性、高的比表面积、丰富的Ｐｔ粒子
负载位点。
导电碳黑因价格低廉，是目前最常用的载体，一般的商
业Ｐｔ／Ｃ催化剂即是Ｐｔ负载在碳黑上，具有分散性好和颗粒负
载密度高的优点。
石墨烯纳米片因具有高的比表面积和稳定的结构
特性，是一种潜在的高性能催化剂载体，受到研究人员的关注。
如
Ｓｈｅｎ等在油浴条件下用乙二醇还原Ｈ２ＰｔＣｌ６成Ｐｔ纳米
颗粒负载到多层石墨烯纳米片（ＧＮＳ，比表面积约为２４７ｍ２
•ｇ－１）上，通过调节Ｐｔ前驱物的浓度，可以获得不同Ｐ
ｔ质量比的Ｐｔ／ＧＮＳ催化剂材料。
随着Ｐｔ负载量的提高，负
载颗粒的密度、尺寸也会增大。
在催化甲醇氧化的实验中，平均尺
寸约为１．４ｎｍ的Ｐｔ２０％／ＧＮＳ表现出最高的质量活性和
催化稳定性。
为提高Ｐｔ粒子负载效果，改善催化剂材料的性质，
研究人员一般在还原反应前对载体表面进行化学修饰。
Ｚｈｕ等采
用微波辅助的多元醇方法，用聚吡咯修饰氧化石墨烯，合成出掺Ｎ
的碳－石墨烯负载的Ｐｔ颗粒，其甲醇氧化质量活性是商业Ｐｔ／
Ｃ的２．６倍，在３６００ｓ的稳定性测试中，电流保持８６．４％，要远高于商业Ｐｔ／Ｃ的３１．６％，显示出良好的催
化活性和稳定性。
Ｌｕ等以柠檬酸钠作为添加剂，用硼氢化钠还原
Ｐｔ到用牛磺酸修饰的还原氧化石墨烯上，所制得的Ｐｔ／Ｓ－ｒ
ＧＯ的甲醇氧化质量活性是商业Ｐｔ／Ｃ的２．４倍，起始电位负
移６０ｍＶ。
Ｚｈａｎｇ等采用咪唑盐离子液体防止石墨纳米片团聚，促进ＰｔＣｌ２－６吸附在石墨纳米片表面，在加热条件下用
乙二醇还原出Ｐｔ负载在载体上（图１），其甲醇氧化质量活性是商
业Ｐｔ／Ｃ的２．７５倍。
除了碳材料外，一些碳基的复合材料也
能起到良好的负载效果。
Ｙａｎ等将ＰｔＣｌ２与预制的Ｃ－Ｍｏ
Ｃ－Ｇｌ（石墨层）复合结构混合在乙二醇里，放在微波炉里面加
热反应，制备出Ｐｔ／Ｃ－ＭｏＣ－Ｇｌ纳米材料，其甲醇催化氧
化质量活性是商业Ｐｔ／Ｃ的２．０８倍，起始电位负移１６０ｍＶ。
Ｑｉｕ等以ＴｉＣ纳米线作为载体，用尿素辅助的乙二醇方法
还原Ｈ２ＰｔＣｌ６•６Ｈ２Ｏ，得到ＴｉＣ负载的Ｐｔ颗粒，甲醇氧化面积比活性是商业Ｐｔ／Ｃ的２．５倍。
２组分调节
相对于单组分，多组分纳米材料具有更加复杂的结构，展现出
丰富可调的物理化学性质。
通过控制反应条件，可以合成出合金、
组分偏析、核壳、异质等Ｐｔ基纳米结构。
非Ｐｔ组分的引入使得
表面Ｐｔ原子近邻的元素发生变化，引起Ｐｔ表面原子构型和电子
结构的变化，如ｄ带中心发生移动，影响活性位点小分子化学吸附、分解和脱附过程。
在有机分子氧化中，这种变化可能导致ＣＯ物种
吸附能的变化，进而影响其氧化脱附反应，这种增强效应被称为电
子效应或配体效应。
表面Ｐｔ原子提供有机小分子吸附和解离的位点，但其不完全氧化产物（如ＣＯ、ＣＨｘ吸附物种）的进一步反
应需要提供毗邻含氧物种。
引入特定的非Ｐｔ组分，使其在较低电
位下具有良好的水分子吸附和活化能力，增强表面Ｐｔ位点的抗中DU能力，这种催化增强机理被称为双功能机理。
合金纳米颗粒的制
备一般采用将前驱物混合在一起的一锅反应方法。
Ｅｒｉｎｉ等以
二辛醚为溶液，添加油胺、油酸、１，２－十四烷二醇，以Ｐｔ
（ａｃａｃ）２、Ｒｈ（ａｃ）２、Ｓｎ（ａｃａｃ）２为前驱物，混合在一起后加热到２６０℃，合成出ＰｔＲｈＳｎ合金纳米颗粒，该产物对乙醇氧化显示出较好的催化活性。
Ｗｕ等采用微流控方法，用乙二醇溶液加热还原Ｐｔ、Ｓｎ前驱物，获得高颗粒密度的碳负
载ＰｔＳｎ合金颗粒，其乙醇氧化催化质量活性是商业Ｐｔ／Ｃ的２．０２倍，起始电位负移３３．７ｍＶ。
Ｗａｎｇ等亦采用微流
控技术，以Ｎ－甲基吡咯烷酮为溶剂，以硼氢化钠为还原剂，制备
ＦｅＰｔＳｎ合金纳米颗粒，其甲醇氧化质量活性是商业Ｐｔ／Ｃ
的５．５８倍，峰电位较后者负移６０ｍＶ，０．４５Ｖ（相对于
ＳＣＥ）处电流是后者的９．２４倍，显示出优异的甲醇氧化催化
性能。
实际反应环境中，不同的金属前驱物因具有不同的氧化还原
电势，较难形成组分均匀分布的合金结构，取而代之的是组分偏析
的结构。
Ｚｈａｎｇ等将前驱物预先浸渍在多孔石墨碳上，然后将
样品置于高温、还原气氛条件下，获得了碳负载的表面富Ｐｔ的Ｐ
ｔＣｏ纳米颗粒（图２），在乙醇氧化反应中，相较于商业Ｐｔ／Ｃ，。