Pt-Co/C 二元納米催化劑的制備與性能研究

李巧霞，鄧丹丹，徐群杰

(上海電力學院能源與環(huán)境工程學院，上海 200090)

燃料電池是一種新型能源，被喻為“人類生活的綠色電源”，可是迄今為止它的發(fā)展還不很完善，阻礙其發(fā)展的主要原因:一是由于燃料電池中電極材料很昂貴，現階段只有貴金屬的催化活性較強;二是添加燃料比較麻煩，輔助設備比較復雜，對于氫氧型電池儲氫問題是其瓶頸，而對甲醇等有機燃料，催化劑CO中毒是其面臨的主要問題;三是使用壽命短，因此制備高催化活性、高抗CO中毒能力和低Pt載量的燃料電池催化劑成為電化學家們追求的目標［1，2］.

基于此，科學家們進行了一系列Pt基合金催化劑和低鉑、非鉑催化材料的研究.經過實驗發(fā)現，部分二元催化劑的催化活性高于純鉑，其特點如下:引入的其他金屬容易吸附含氧物種(如Ru，Sn，W等)，或帶有富氧基團(如WO3等氧化物);引入的金屬如Ru，具有未充滿的d軌道，能和Pt共享，從而提高了Pt表面吸附含氧物種的能力，有利于氧化反應的發(fā)生.

Pt+Ru，Pt+Sn，Pt+Rh等二元催化劑對甲醇氧化有高的電催化活性，其原因是加入的金屬改變了Pt表面的電子狀態(tài)和吸附性能，同時添加的金屬在低電位區(qū)更容易吸附-OH物種，從而有利于提高催化劑的抗中毒能力.對于甲醇的電催化氧化，較好的二元催化劑是Pt+Ru催化劑，它既能降低毒化的程度，又可使甲醇氧化的過電位降低.對于Pt+MOx催化體系而言，人們普遍認為前者起解離——吸附生成中間物種的作用，另一組份提供吸附中……