快速功能化碳纳米管载 Pt 催化剂的醇氧化性能研究

doi:10.1016/S1872-2067(11)60332-X

催化学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (2): 290-297.DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60332-X

快速功能化碳纳米管载 Pt 催化剂的醇氧化性能研究

尹诗斌1,2,a, 朱强强2, 强颖怀2, 罗林1,2,b

1中国矿业大学低碳能源研究院, 江苏徐州 221116; 2中国矿业大学材料科学与工程技术学院, 江苏徐州 221116

收稿日期:2011-08-29 修回日期:2011-10-28 出版日期:2012-02-20 发布日期:2015-07-27

Functionalized Carbon Nanotubes as Pt Catalyst Supports in Methanol Oxidation

YIN Shibin1,2,a, ZHU Qiangqiang2, QIANG Yinghuai2, LUO Lin1,2,b

1Low Carbon Energy Institute, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu, China; 2School of Materials Science and Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu, China

Received:2011-08-29 Revised:2011-10-28 Online:2012-02-20 Published:2015-07-27

摘要/Abstract

摘要： 采用 HF 刻蚀及交替微波加 H2O2 相结合的方法进行快速功能化碳纳米管 (CNTs), 应用红外光谱、拉曼光谱和透射电镜等方法详细考察了 CNTs 及其载 Pt 催化剂的物化性质, 并采用循环伏安法、线性电流扫描法和计时电流法考察了所得催化剂的电化学性能. 结果表明, CNTs 经过HF刻蚀和交替微波 H2O2 双重处理后更适合用作催化剂载体, 以 10s-on/20s-off 加热 5 次所得 CNTs 载 Pt 催化剂显示出最佳的催化性能. 这可归因于处理后的 CNTs 表面含有丰富的微孔及含氧官能团, 能有效增强 Pt 颗粒及 CNTs 间相互作用.

关键词: 燃料电池, 碳纳米管, 功能化, 交替微波法, 甲醇氧化

Abstract: An efficient method for the functionalization of carbon nanotubes (CNTs) is presented, which uses the HF corrosion and intermittent microwave heating (IMH) H₂O₂ solution. The Fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, and transmission electron microscopy are used to investigate the physicochemical properties of the CNTs and the prepared catalysts thereof. Cyclic voltammetry, liner current sweeping measurements, chronoamperometry measurements are employed to study the performance of the prepared catalysts. CNTs further treated with IMH H₂O₂ solution (10s-on/20s-off, over five cycles) can be used as catalyst support, and exhibit significantly improved performance towards methanol oxidation in comparison with other modified CNTs. The results represent a novel approach to functionalize CNTs in a simple and economic way. The method can also be applied in the mass production of nanosized materials.

Key words: fuel cell, carbon nanotube, functionalization, intermittent microwave heating method, methanol oxidation

尹诗斌, 朱强强, 强颖怀, 罗林. 快速功能化碳纳米管载 Pt 催化剂的醇氧化性能研究[J]. 催化学报, 2012, 33(2): 290-297.

YIN Shi-Bin, ZHU Qiang-Qiang, QIANG Ying-Huai, LUO Lin. Functionalized Carbon Nanotubes as Pt Catalyst Supports in Methanol Oxidation[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2012, 33(2): 290-297.

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