具有低成本、高性能的铂基电极催化剂的设计和构建是直接甲醇燃料电池（DMFCs）领域发展的关键。在这里，我们报告了一种有效的自下而上的方法，该方法可通过采用石墨烯（RGO）和MXene（Ti₃C₂T_x）纳米片作为共建模块来大规模生产超细Pt NP装饰的3D混合体系结构。得益于其独特的结构优势，例如高度互连的多孔碳网络、较大的比表面积、均一的金属Pt分散体和良好的电子传导性，所得的3D Pt/RGO-Ti₃C₂T_x结构表现出令人惊讶的高催化活性，以及可靠的长期稳定性，并且由于它们被用作阳极DMFCs催化剂具有很强的毒性耐受性，比由炭黑、碳纳米管、RGO和Ti₃C₂T_x材料支撑的常规Pt催化剂更具竞争力。密度泛函理论计算进一步揭示了RGO-Ti₃C₂T_x载体的最佳能带结构，以及与Pt NPs的强电子相互作用，这对于甲醇氧化反应的出色电催化性能至关重要。
 
Figure 1. 制备3D Pt/RGO-Ti₃C₂T_x体系结构的图解
 

Figure 2. Pt/RGO-Ti₃C₂T_x体系结构的微观结构和形态：（A,B）FE-SEM和（C）TEM图像；（D）明场STEM和（E）HAADF-STEM图像；（F,G）HAADF-STEM图像；（H）
 

Figure 3. Pt/RGO-Ti₃C₂T_x结构对甲醇电氧化的电催化活性：在0.5 M H₂SO₄溶液中，50 mV/s下，（A）Pt/RGO-Ti₃C₂T_x体系结构和（B）Pt/(RGO)₃-(Ti₃C₂T_x)₇、Pt/Ti₃C₂T_x、Pt/CNT和Pt/C的CV曲线；（C）Pt/RGO-Ti₃C₂T_x架构和（D）0.5 M H₂SO₄和0.5 M甲醇溶液中，Pt/(RGO)₃-(Ti₃C₂T_x)₇、Pt/Ti₃C₂T_x、Pt/CNT和Pt/C的CV曲线；（E）不同催化剂的ECSA特定值和（F）质量活性
 

Figure 4. Pt/RGO-Ti₃C₂T_x体系结构对甲醇电氧化的长期电催化稳定性、毒物耐受性和电子传导性：（A）在0.5 V下测得的计时电流响应；（B）Pt/(RGO)₃-(Ti₃C₂T_x)₇、Pt/Ti₃C₂T_x、Pt/CNT和Pt/C电极在0.5 M H₂SO₄和0.5 M甲醇溶液中的及时响应曲线；（C,D）奈奎斯特图
 
        相关研究成果于2019年由河海大学Huajie Huang课题组，发表在Chem. Mater.（DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b02115）上。原文：Decorated 3D Hybrid Architectures Built from Reduced Graphene Oxide and MXene Nanosheets for Methanol Oxidation。