钯纳米石墨片复合材料的制备及其对甲醇的电催化性能

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1、耙/纳米石墨片复合材料的制备及其对甲醇的电催化性能朱瑞芝周扬夏甜甜刘志华王昆淼常钢蔡志伟操日兵何云斌公司技术中心湖北大学材料科学与工程学院摘要：用改进的Hummers方法和机械剥离法制备纳米石墨片，以硼氢化钠为还原剂，采用一步法制备蠕虫状Pd纳米颗粒/纳米石墨片。结果表明这种新型的纳米右墨片的制备方法简单快速、温和高效。11・5側的Pd纳米颗粒能良好地分散在纳米石墨片上，且复合材料在碱性条件下对甲醇具有良好的催化活性和抗毒化性能，比相同条件下制备出的Pd负载在传统的改进Hummers方法制备的氧化

2、石墨烯和商业炭黑VulcanXC-72的催化性能更佳。关键词：纳米材料;电化学;燃料电池;阳极催化剂;甲醇电氧化;作者简介：朱瑞芝（1978—）,女，博士，高级工程师；作者简介：周扬（1993—）,男，硕士研究生。收稿日期：2017-03-30基金：云南省烟草化学重点实验室开放基金项冃（2016539200340109）FacilepreparationofPd/graphitenanoplatecompositesforelectrocatalyticoxidationofmethanolZHU

3、RuizhiZHOUYangXIATiantianLIUZhihuaWANGKunmiaoCHANGGangCAIZhiweiCAORibingHEYunbinKeyLaborstoryofTobaccoChemistryofYunrrnnProvince,R&DCenterofChinaTobaccoYunnanIndustrialCo.,Ltd.;FacultyofMaterialsScienceandEngineering,HubeiUniversity;Abstract：Graphiten

4、anoplateswerepreparedbycombiningthemodifiedHummersandmechanicalstrippingmethod.Pdnanoparticlessupportedongraphitenanoplatesweresuccessfullysynthesizedbyasimpleone-stepreductionmethodwithsodiumborohydrideasthereducingagent.TheresuItsshowthatthisnewmeth

5、odforthepreparationofgraphitcnanoplatesissimple,fastandefficient.Pdnanoparticleswithanaveragesizeof11.5nmarewelldispersedonthesurfaceofgraphitenanoplates.Thecompositematerialsexhibitedexcellentcatalyticactivityandpoisonresistancefortheelectro-oxideiti

6、onofmethanolinalkalinemedium,superiortothePdsupportedonthereducedgrapheneoxidepreparedbytraditionalmodifiedHummersmethodandcommercialcarbonblackVulcanXC-72,respectively.Keyword：nanomaterials;electrochemistry;fuelcells;anodecatalyst;methanolelectrochem

7、icaloxidation;Received：2017-03-30引言化石能源带来的能源危机和环境污染等问题促使人们将目光投放在开发清洁的新能源上。而直接醇类燃料电池作为一种无污染、能量转化率高、燃料来源广且价格便宜、存储和运输方便的绿色能源技术，成为了新能源领域的研究热点[1-4]o为了提高燃料电池的性能，促进醇类燃料电池的商业化，降低成本、优化电极催化剂的性能成为目前研究的重难点。目前，贵金属Pt仍被认为是对甲醇最有效的电催化剂固，它和石墨烯片的纳米复合材料也表现出良好的电催化性能回。但因其价

8、格昂贵、存储量低口1，且在应用过程中容易被中间产物co毒化［8-10］,制约了燃料电池的商品化。因此提高贵金属的利用率和催化效率成为当前的研究重点2—。迄今为止，研究发现Pd显示出对甲醇有显著的催化活性和良好的抗C0中毒性能，且价格比Pt便宜，是最佳的替代Pt阳极催化剂［11］。催化剂的催化活性与催化剂纳米结构的尺寸、形貌［12-13］、结构有关［14-15］°如纳米颗粒的粒径越小，可获得的比电化学表面积越大，相应的催化剂的催化活性越高。此外，催化剂的催化活性还与贵金属纳米颗粒的分