开发直接甲醇燃料电池的关键挑战是制造具有高活性和长寿命的电催化剂。在本文中，我们报告了在MXene（Ti₃C₂T_x）和还原氧化石墨烯（rGO）上性能增强的纳米级Pd电催化剂。Pd/Ti₃C₂T_x-rGO（1:1）杂化物对甲醇氧化反应的质量活性为753 mA/mg，是Pd/C（446 mA/mg）的1.7倍。另外，7200 s后，Pd/Ti₃C₂T_x-rGO（1:1）催化剂的电流密度为212 mA/mg，比Pd/C（23 mA/mg）高9倍。Pd/Ti₃C₂T_x-rGO（1:1）催化剂具有出色的循环稳定性和长寿命。这些出色的催化性能归因于Ti₃C₂T_x和rGO在Pd和Ti₃C₂T_x/rGO之间的协同作用下，在增强催化活性表面积和快速质荷转移方面的作用。
 
Figure 1. （a）Pd/Ti₃C₂T_x-rGO、Pd/C纳米颗粒、Ti₃C₂T_x和Ti₃AlC₂的XRD图；（b,c）Ti₃C₂T_x、MAX Ti₃AlC₂和Pd/C、Pd/Ti₃C₂T_x-rGO的拉曼光谱；（d）Pd/C、Pd/Ti₃C₂T_x-rGO中Pd 3d区域的XPS光谱
 

Figure 2. Pd/Ti₃C₂T_x-rGO的（a）FE-SEM、（b）TEM和（c）HRTEM图像；（d-j）Pd/Ti₃C₂T_x-rGO催化剂的HAADF-STEM图像和EDS映射
 

Figure 3. （a）1 M KOH溶液和（b）1 M KOH和1 M CH₃OH溶液中，Pd/Ti₃C₂T_x、Pd/rGO、Pd/C和Pd/Ti₃C₂T_x-rGO（1:1），（1:2），（2:1）的循环伏安图；（c,d）催化剂的质量活性和面积活性的条形图；（e）1 M KOH +1 M CH₃OH溶液中，Pd/Ti₃C₂T_x、Pd/rGO、Pd/C、Pd/Ti₃C₂T_x-rGO（1:1），（1:2），（2:1）催化剂的EIS图
 

Figure 4. a）在1 M KOH +1 M甲醇溶液的混合物中，Pd/Ti₃C₂T_x、Pd/rGO、Pd/C和Pd/Ti₃C₂T_x-rGO的计时电流曲线；（b）Pd/Ti₃C₂T_x、Pd/rGO、Pd/C和Pd/Ti₃C₂T_x-rGO的MOR耐久性比较
 
       相关研究成果于2019年由合肥工业大学Chenxi Xu课题组，发表在Nanotechnology（https://doi.org/10.1088/1361-6528/ab5609）上。原文：Pd/MXene(Ti₃C₂T_x)/reduced graphene oxide hybrid catalyst for methanol electrooxidation。