形貌可控的铂类贵金属氧还原电催化剂研究进展

论文摘要

金属-空气电池是一类以金属燃料作为负极活性物质,空气中的氧气作为正极活性物质,正负极活性物质反应产生的化学能通过电化学反应而非燃烧反应转化成电能的环境友好型燃料电池。金属-空气电池的成功运行往往依赖于高效的空气电极,氧还原过程作为空气电极的主反应,还原过程中产生的高过电位严重制约着金属-空气电池的大规模应用。目前金属-空气电池阴极普遍使用昂贵的Pt/C氧还原催化剂材料来降低氧还原过程的高过电位,最大程度地减少电池电压以及输出功率的损失。氧还原催化剂材料的研究重点是寻找更高效、廉价的催化剂。目前常见的氧还原催化剂主要包含铂类贵金属、过渡金属氧化物和硫化物以及碳基非金属复合材料,其中铂类贵金属型氧还原催化剂凭借其优异的氧还原催化性能得到广泛关注。随着化学合成手段的不断发展,越来越多的异质结构铂类贵金属型氧还原催化剂被合成,基于各组分之间独特的协同作用,其往往表现出优于单一组分的催化性能,近几年对铂类贵金属型氧还原催化剂的研究主要集中在以下两个方面:（1）探究铂类贵金属催化剂表面元素组成及原子排布与其催化活性之间的关系,例如,研究纯铂纳米晶的晶面指数与其氧还原催化性能之间的关系;（2）设计特殊结构的铂类催化剂来达到优化氧还原催化剂催化活性和降低材料生产成本的目的,例如,在廉价核材料上通过异质外延生长的方式沉积铂壳层,可大大提升铂原子的催化效率。本文归纳了形貌可控的铂类贵金属氧还原催化剂的研究进展,分别对规则多面体型纯铂及铂类合金纳米晶,特殊结构铂类合金纳米晶氧还原催化剂进行了详细介绍。此外,为了更好地理解氧还原的催化机制,本文就氧还原过程的动力学与热力学原理进行了简单总结。由于铂类贵金属氧还原催化剂的形貌对其氧还原活性影响很大,为了更好地说明催化剂形貌的设计与合成原理,本文还补充说明了纳米晶体的生长机制。最后,简要总结了铂类贵金属型氧还原催化剂未来的研究重点。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郝佳瑜,刘易斯,李文章,李洁

关键词: 铂纳米晶,贵金属类合金,形貌控制,氧还原反应,电催化剂

来源: 材料导报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,有机化工,电力工业

单位: 中南大学化学化工学院,加拿大西安大略大学机械与材料科学系,中南大学锰资源高效清洁利用湖南省重点实验室,中南大学稀有金属冶金与材料制备湖南省重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(51474255)~~

分类号: TQ426;TM911.41

页码: 127-134

总页数: 8

文件大小: 4729K

下载量: 446

相关论文文献

• [1].Ag/MoO_2/MWCNTs纳米复合材料的制备及其催化氧还原性能[J]. 青岛科技大学学报(自然科学版) 2020(01)
• [2].铜基非贵金属氧还原电催化剂的研究进展（英文）[J]. 催化学报 2016(07)
• [3].铂基催化剂氧还原测试技术的研究进展[J]. 电源技术 2019(12)
• [4].碳氧化钼的制备及其氧还原性能研究[J]. 山东化工 2020(15)
• [5].金属空气电池阴极氧还原催化剂研究进展[J]. 化学学报 2015(04)
• [6].氮掺杂氧化石墨烯的制备及其氧还原催化性能研究[J]. 包装学报 2020(02)
• [7].纤维状多孔钙锰氧化物制备及其氧还原反应电催化活性[J]. 无机材料学报 2017(05)
• [8].石墨烯基氧还原催化剂在金属空气电池中的应用[J]. 化学进展 2015(07)
• [9].掺杂碳材料用于氧还原反应中的研究进展[J]. 广州化工 2015(21)
• [10].铂合金氧还原催化剂:合成、结构和性能（英文）[J]. Chinese Journal of Catalysis 2020(05)
• [11].基于多孔有机聚合物设计合成氧还原催化剂[J]. 化工新型材料 2020(05)
• [12].氮掺杂石墨炔用于氧还原反应[J]. 物理化学学报 2019(06)
• [13].共价有机聚合物的合成及在燃料电池阴极氧还原反应中的应用[J]. 中国材料进展 2017(Z1)
• [14].石墨烯在氧还原反应催化剂中应用的研究进展[J]. 绥化学院学报 2013(09)
• [15].二硫桥键钴卟啉二聚体的合成与电催化氧还原性能（英文）[J]. 无机化学学报 2020(12)
• [16].氮掺杂非贵金属氧还原催化剂研究进展[J]. 化工进展 2010(11)
• [17].水热法合成铁/碳微球复合材料及氧还原性能[J]. 化工新型材料 2019(02)
• [18].氧还原反应前沿与进展[J]. 大学化学 2019(05)
• [19].金属掺杂复合催化剂对氧还原反应的电活性[J]. 电源技术 2015(05)
• [20].硫氮共掺杂的有序介孔碳用于氧还原反应的实验研究[J]. 实验技术与管理 2016(06)
• [21].聚钴卟啉的制备及其氧还原催化性能[J]. 实验室研究与探索 2015(09)
• [22].氮掺杂石墨烯的制备及其对氧还原反应的电催化性能[J]. 物理化学学报 2014(09)
• [23].高温处理对碳载吡啶钴催化氧还原性能的影响[J]. 高等学校化学学报 2012(07)
• [24].多孔掺磷碳纳米管:磷酸水热合成及其在氧还原和锂硫电池中的应用（英文）[J]. 新型炭材料 2016(03)
• [25].Pt/Si_xTi_yO_z/C复合电催化剂的制备及其对氧还原反应的催化作用研究[J]. 华南师范大学学报(自然科学版) 2009(S1)
• [26].莲子衍生氮掺杂碳的制备及其电催化氧还原反应性能[J]. 科技创新与应用 2020(14)
• [27].银/二氧化锰复合催化剂的制备及其对氧还原的电化学活性[J]. 湖南科技大学学报(自然科学版) 2018(01)
• [28].碳材料作为燃料电池氧还原反应催化剂的研究进展[J]. 科技展望 2016(20)
• [29].电纺法制备中空多管道碳纳米纤维及其氧还原性能[J]. 化学研究 2016(05)
• [30].活性炭处理对氧还原阴极性能的影响[J]. 石家庄学院学报 2016(06)

标签：铂纳米晶论文;  贵金属类合金论文;  形貌控制论文;  氧还原反应论文;  电催化剂论文;