直接乙醇燃料电池(DEFCs)承诺将乙醇用作通过乙醇氧化反应(EOR)进行能量转换的生物可再生且无毒的燃料。测试了通过醇还原制得的石墨烯上分散良好的Pt
3Sn和Pt纳米粒子(分别表示为Pt
3Sn/G和Pt/G)对EOR的影响。HRTEM和XRD表征提供了Pt
3Sn合金纳米颗粒的形貌和晶相,其均匀粒径为2.8±0.08 nm,这与作为参考的Pt/G催化剂是一致的。根据EV测试的CV阳极扫描过程中的原位快速X射线吸收近边缘结构(QXANES)光谱,以清楚地解释,制备的电催化剂的电势依赖性电子状态,其白线强度为Pt L
3-边缘QXANES光谱及其光谱曲线随电极电压而显着变化。此外,Pt
3Sn/G显示出比Pt/G更好的EOR性能,因为SnO
2可以通过适当扩展PtSn合金中的晶格参数来改善氧化过程中的吸附和解离。这项工作提供了深入了解乙醇在合金化的Pt表面上解离吸附的反应机理,这对于增强EOR活性以完成乙醇完全氧化具有重要作用。

Figure 1. 最优条件下,Pt
3Sn/G和Pt/G电催化剂的TGA曲线

Figure 2. Pt
3Sn/G和Pt/G电催化剂的HRTEM图和对应的颗粒的直径分布图

Figure 3. (a)在H
2SO
4(0.5 M)和乙醇(1.0 M)溶液中,各种电催化剂的CV曲线的阳极扫描;在CV测试的阳极扫描过程中,(b)Pt
3Sn/G和(c)Pt/G电催化剂的原位Pt L
3-边缘QXANES光谱。

Figure 4. (b)Pt
3Sn/G和(c)Pt/G电催化剂在CV测试的阳极扫描过程中,(a)Pt
3Sn/G和(d)Pt/G电催化剂的原位Pt L
3-边缘QXAS光谱白线的最大强度。
相关研究成果于2021年由台湾国家同步辐射研究中心Jin-Ming Chen课题组,发表在ChemCatChem(doi.org/10.1002/cctc.202001400)上。原文:An In Situ Quick X-ray Absorption Spectroscopy Study on Pt
3Sn/Graphene Catalyst for Ethanol Oxidation Reaction。
转自《石墨烯杂志》公众号