直接甲酸燃料电池（DFAFCs）和直接甲醇燃料电池（DMFCs）都是用于各种电子设备的有前途的发电技术，而它们的大规模商业应用在很大程度上由于缺乏具有高活性和可接受成本的先进贵金属催化剂而被排除在外。本文中，我们报告了一种简单且可扩展的策略，以制备锚固在三维（3D）硼和氮共混的石墨烯气凝胶（Pd/BNG）上的纳米级Pd晶体，作为甲酸和甲醇氧化反应的多功能电催化剂。所得的Pd/BNG催化剂具有一系列与阳极燃料电池催化系统相适应的独特结构优点，例如较大的比表面积、3D互连的多孔骨架、均匀的Pd分布、丰富的B和N活性位以及出色的导电性。与传统的Pd/炭黑和Pd/石墨烯催化剂相比，新设计的3D Pd/BNG结构具有显着增强的电催化性能，包括大的电化学活性表面积、高的质量活性和良好的长期稳定性。密度泛函理论计算进一步揭示了Pd与BNG底物之间存在很强的电子相互作用，有效增强了Pd/BNG对CO中间体的抗毒能力，从而促进了电催化反应动力学。

Figure 1. 3D Pd/BNG催化剂的合成程序示意图

Figure 2. Pd/BNG混合体的典型（A和B）FE-SEM、（C）TEM和（D–G）HRTEM图像；C部分的插图：Pd/BNG中Pd的粒径分布；（H）FE-SEM图像以及从正方形区域获取的（I）C，（J）B，（K）N和（L）Pd元素的相应元素映射分析

Figure 3. Pd/BNG催化剂的电催化活性：（A）0.5 M H₂SO₄、（B）0.5 M NaOH、（C）0.5 M H₂SO₄和0.5 M HCOOH以及（D）0.5 M NaOH和1 M CH₃OH溶液中，Pd/BNG、Pd/G和Pd/C电极的循环伏安图

Figure 4. Pd/BNG、Pd/G和Pd/C的长期稳定性和导电性：（A）在具有0.5 M HCOOH的0.5 M H₂SO₄溶液中，以0.15 V记录的计时电流曲线；（B）具有1 M CH₃OH的0.5 M NaOH溶液中，-0.2V下记录的计时电流曲线；（C）交流阻抗谱；（D）Pd/BNG和Pd/G光谱的局部放大

Figure 5. （A）Pd/NG和（B）Pd/BNG的弛豫原子结构;（C）NG和BNG上Pd的d-PDOS图 

相关研究成果于2019年由河海大学Huajie Huang课题组，发表在Inorg. Chem. Front.（DOI: 10.1039/c9qi01448a）上。原文：Anchoring nanosized Pd on three-dimensional boron- and nitrogen-codoped graphene aerogels as a highly active multifunctional electrocatalyst for formic acid and methanol oxidation reactions。

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