双牺牲模板法制备一维管状Pt-Mn3O4-C复合物及其优越的甲醇电催化氧化性能

李丽 何小丽 覃涛 戴富涛 张小华 陈金华

引用本文: 李丽, 何小丽, 覃涛, 戴富涛, 张小华, 陈金华. 双牺牲模板法制备一维管状Pt-Mn3O4-C复合物及其优越的甲醇电催化氧化性能[J]. 物理化学学报, 2015, 31(5): 927-932. doi: 10.3866/PKU.WHXB201503241 shu
Citation:  LI Li, HE Xiao-Li, QIN Tao, DAI Fu-Tao, ZHANG Xiao-Hua, CHEN Jin-Hua. Dual-Sacrificial Template Synthesis of One-Dimensional Tubular Pt-Mn3O4-C Composite with Excellent Electrocatalytic Performance for Methanol Oxidation[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(5): 927-932. doi: 10.3866/PKU.WHXB201503241 shu

双牺牲模板法制备一维管状Pt-Mn3O4-C复合物及其优越的甲醇电催化氧化性能

  • 基金项目:

    长江学者和创新团队发展计划(IRT1238) (IRT1238)

    国家自然科学基金(21275041, 21235002, J1210040) (21275041, 21235002, J1210040)

    国家自然科学基金创新研究群体科学基金(21221003) (21221003)

    湖南省自然科学基金(12JJ2010) (12JJ2010)

    博士学科点专项科研基金(20110161110009)资助项目 (20110161110009)

摘要:

通过双牺牲模板法合成了以一维管状Mn3O4-C为催化剂载体的新型Pt 基电催化剂. 催化剂的表面形貌、晶体结构及其组成分别采用透射电镜、X射线衍射仪、能量散射X射线光谱进行表征. 通过循环伏安法对Pt-Mn3O4-C复合物的电化学性能进行了测试. 结果表明平均粒径为1.8 nm的Pt 纳米颗粒均匀分散在管式Mn3O4-C载体上, 与商业的E-TEK Pt/C 催化剂(20% (w, 质量分数) Pt)相比, Pt-Mn3O4-C对甲醇氧化有更好的电催化活性和更高的稳定性. Pt 纳米粒子在Mn3O4-C上的均匀分散及Pt 和Mn3O4的协同催化效应使得Pt-Mn3O4-C具有优异的性能.

English

    1. [1]

      (1) Jiang, S. P.; Liu, Z.; Tian, Z. Q. Adv. Mater. 2006, 18, 1068.

      (1) Jiang, S. P.; Liu, Z.; Tian, Z. Q. Adv. Mater. 2006, 18, 1068.

    2. [2]

      (2) Liu, H.; Song, C.; Zhang, L.; Zhang, J.; Wang, H.; Wilkinson, D. P. J. Power Sources 2006, 155, 95. doi: 10.1016/j.jpowsour.2006.01.030(2) Liu, H.; Song, C.; Zhang, L.; Zhang, J.; Wang, H.; Wilkinson, D. P. J. Power Sources 2006, 155, 95. doi: 10.1016/j.jpowsour.2006.01.030

    3. [3]

      (3) Shen, Y.; Zhang, Z. H.; Long, R. R.; Xiao, K. J.; Xi, J. Y. ACS Appl. Mater. Inter. 2014, 6, 15162.(3) Shen, Y.; Zhang, Z. H.; Long, R. R.; Xiao, K. J.; Xi, J. Y. ACS Appl. Mater. Inter. 2014, 6, 15162.

    4. [4]

      (4) Huang, H.; Chen, Q.; He, M.; Sun, X.; Wang, X. J. Power Sources 2013, 239, 189. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.03.133(4) Huang, H.; Chen, Q.; He, M.; Sun, X.; Wang, X. J. Power Sources 2013, 239, 189. doi: 10.1016/j.jpowsour.2013.03.133

    5. [5]

      (5) Cao, L.; Scheiba, F.; Roth, C.; Schweiger, F.; Cremers, C.; Stimming, U.; Fuess, H.; Chen, L.; Zhu, W.; Qiu, X. Angew. Chem. Int. Edit. 2006, 45, 5315.(5) Cao, L.; Scheiba, F.; Roth, C.; Schweiger, F.; Cremers, C.; Stimming, U.; Fuess, H.; Chen, L.; Zhu, W.; Qiu, X. Angew. Chem. Int. Edit. 2006, 45, 5315.

    6. [6]

      (6) Gu, Y. J.; Wong, W. T. Langmuir 2006, 22, 11447. doi: 10.1021/la062053l(6) Gu, Y. J.; Wong, W. T. Langmuir 2006, 22, 11447. doi: 10.1021/la062053l

    7. [7]

      (7) Wang, C.; Kang, J. X.; Wang, L. L.; Chen, T.W.; Li, J.; Zhang, D. F.; Guo, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 708. [王纯, 康建新, 王利利, 陈庭文, 李杰, 张东凤, 郭林. 物理化学学报, 2014, 30, 708.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201401222(7) Wang, C.; Kang, J. X.; Wang, L. L.; Chen, T.W.; Li, J.; Zhang, D. F.; Guo, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 708. [王纯, 康建新, 王利利, 陈庭文, 李杰, 张东凤, 郭林. 物理化学学报, 2014, 30, 708.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201401222

    8. [8]

      (8) Pietron, J. J.; Pomfret, C. N.; Chervin, C. N.; Long, J.W.; Rolison, D. R. J. Mater. Chem. 2012, 22, 5197. doi: 10.1039/c2jm15553b(8) Pietron, J. J.; Pomfret, C. N.; Chervin, C. N.; Long, J.W.; Rolison, D. R. J. Mater. Chem. 2012, 22, 5197. doi: 10.1039/c2jm15553b

    9. [9]

      (9) Zhou, Y.; Chu, Y. Q.; Liu, W. M.; Ma, C. A. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 287. [周阳, 褚有群, 刘委明, 马淳安. 物理化学学报, 2013, 29, 287.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201211261(9) Zhou, Y.; Chu, Y. Q.; Liu, W. M.; Ma, C. A. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 287. [周阳, 褚有群, 刘委明, 马淳安. 物理化学学报, 2013, 29, 287.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201211261

    10. [10]

      (10) Zhao, Z. G.; Yao, Z. J.; Zhang, J.; Zhu, R.; Jin, Y.; Li, Q.W. J. Mater. Chem. 2012, 22, 16514. doi: 10.1039/c2jm32769d(10) Zhao, Z. G.; Yao, Z. J.; Zhang, J.; Zhu, R.; Jin, Y.; Li, Q.W. J. Mater. Chem. 2012, 22, 16514. doi: 10.1039/c2jm32769d

    11. [11]

      (11) Guo, D. J.; You, J. M. J. Power Sources 2012, 198, 127. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.10.017(11) Guo, D. J.; You, J. M. J. Power Sources 2012, 198, 127. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.10.017

    12. [12]

      (12) Yang, S.; Zhao, C.; Ge, C.; Dong, X.; Liu, X.; Liu, Y.; Fang, Y.; Wang, H.; Li, Z. J. Mater. Chem. 2012, 22, 7104. doi: 10.1039/c2jm00144f(12) Yang, S.; Zhao, C.; Ge, C.; Dong, X.; Liu, X.; Liu, Y.; Fang, Y.; Wang, H.; Li, Z. J. Mater. Chem. 2012, 22, 7104. doi: 10.1039/c2jm00144f

    13. [13]

      (13) Carabineiro, S. A. C.; Bastos, S. S. T.; Órfão, J. J. M.; Pereira, M. F. R.; Delgado, J. J.; Figueiredo, J. L. Catal. Lett. 2010, 134, 217. doi: 10.1007/s10562-009-0251-1(13) Carabineiro, S. A. C.; Bastos, S. S. T.; Órfão, J. J. M.; Pereira, M. F. R.; Delgado, J. J.; Figueiredo, J. L. Catal. Lett. 2010, 134, 217. doi: 10.1007/s10562-009-0251-1

    14. [14]

      (14) Maltha, A.; Favre, T. L. F.; Kist, H. F.; Zuur, A. P.; Ponec, V. J. Catal. 1994, 149, 364. doi: 10.1006/jcat.1994.1304(14) Maltha, A.; Favre, T. L. F.; Kist, H. F.; Zuur, A. P.; Ponec, V. J. Catal. 1994, 149, 364. doi: 10.1006/jcat.1994.1304

    15. [15]

      (15) Lee, J.W.; Hall, A. S.; Kim, J. D.; Mallouk, T. E. Chem. Mater. 2012, 24, 1158. doi: 10.1021/cm203697w(15) Lee, J.W.; Hall, A. S.; Kim, J. D.; Mallouk, T. E. Chem. Mater. 2012, 24, 1158. doi: 10.1021/cm203697w

    16. [16]

      (16) rlin, Y.; Chung, C. J.; Nordlund, D.; Clemens, B. M.; Jaramillo, T. F. ACS Catal. 2012, 2, 2687. doi: 10.1021/cs3004352(16) rlin, Y.; Chung, C. J.; Nordlund, D.; Clemens, B. M.; Jaramillo, T. F. ACS Catal. 2012, 2, 2687. doi: 10.1021/cs3004352

    17. [17]

      (17) Wang, H.; Cui, L. F.; Yang, Y.; Casalongue, H. S.; Robinson, J. T.; Liang, Y.; Cui, Y.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13978. doi: 10.1021/ja105296a(17) Wang, H.; Cui, L. F.; Yang, Y.; Casalongue, H. S.; Robinson, J. T.; Liang, Y.; Cui, Y.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13978. doi: 10.1021/ja105296a

    18. [18]

      (18) Choi, C. H.; Park, S. H.; Woo, S. I. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 6842. doi: 10.1039/c2cp24128e(18) Choi, C. H.; Park, S. H.; Woo, S. I. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 6842. doi: 10.1039/c2cp24128e

    19. [19]

      (19) Zhao, Y.; Nie, S.; Wang, H.; Tian, J.; Ning, Z.; Li, X. J. Power Sources 2012, 218, 320. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.07.012(19) Zhao, Y.; Nie, S.; Wang, H.; Tian, J.; Ning, Z.; Li, X. J. Power Sources 2012, 218, 320. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.07.012

    20. [20]

      (20) Xiao, Y. P.; Jiang, W. J.; Wan, S.; Zhang, X.; Hu, J. S.; Wei, Z. D.; Wan, L. J. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 7463. doi: 10.1039/c3ta10298j(20) Xiao, Y. P.; Jiang, W. J.; Wan, S.; Zhang, X.; Hu, J. S.; Wei, Z. D.; Wan, L. J. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 7463. doi: 10.1039/c3ta10298j

    21. [21]

      (21) Yang, X. L.; Wang, X. Y.; Zhang, G. Q.; Zheng, J. P.; Wang, T. S.; Liu, X. Z.; Shu, C. Y.; Li, J.; Wang, C. R. Int. J. Hydrogen. Energ. 2012, 37, 11167. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.04.153(21) Yang, X. L.; Wang, X. Y.; Zhang, G. Q.; Zheng, J. P.; Wang, T. S.; Liu, X. Z.; Shu, C. Y.; Li, J.; Wang, C. R. Int. J. Hydrogen. Energ. 2012, 37, 11167. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.04.153

    22. [22]

      (22) Kim, K.W.; Kim, S. M.; Choi, S.; Kim, J.; Lee, I. S. ACS Nano 2012, 6, 5122. doi: 10.1021/nn300782m(22) Kim, K.W.; Kim, S. M.; Choi, S.; Kim, J.; Lee, I. S. ACS Nano 2012, 6, 5122. doi: 10.1021/nn300782m

    23. [23]

      (23) Zhu, L.; Zhang, S.; Cui, Y.; Song, H.; Chen, X. Electrochim. Acta 2013, 89, 18. doi: 10.1016/j.electacta.2012.10.157(23) Zhu, L.; Zhang, S.; Cui, Y.; Song, H.; Chen, X. Electrochim. Acta 2013, 89, 18. doi: 10.1016/j.electacta.2012.10.157

    24. [24]

      (24) Xiao, C.; Chen, J.; Liu, B.; Chu, X.; Wu, L.; Yao, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 1568. doi: 10.1039/C0CP00980F(24) Xiao, C.; Chen, J.; Liu, B.; Chu, X.; Wu, L.; Yao, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 1568. doi: 10.1039/C0CP00980F

    25. [25]

      (25) Li, H.; Zhang, X.; Pang, H.; Huang, C.; Chen, J. J. Solid State Electrochem. 2010, 14, 2267.(25) Li, H.; Zhang, X.; Pang, H.; Huang, C.; Chen, J. J. Solid State Electrochem. 2010, 14, 2267.

    26. [26]

      (26) Lv, Q.; Yin, M.; Zhao, X.; Li, C.; Liu, C.; Xing, W. J. Power Sources 2012, 218, 93. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.06.051(26) Lv, Q.; Yin, M.; Zhao, X.; Li, C.; Liu, C.; Xing, W. J. Power Sources 2012, 218, 93. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.06.051

    27. [27]

      (27) Zeng, J.; Francia, C.; Gerbaldi, C.; Baglio, V.; Specchia, S.; Aricò, A. S.; Spinelli, P. Electrochim. Acta 2013, 94, 80. doi: 10.1016/j.electacta.2013.01.139(27) Zeng, J.; Francia, C.; Gerbaldi, C.; Baglio, V.; Specchia, S.; Aricò, A. S.; Spinelli, P. Electrochim. Acta 2013, 94, 80. doi: 10.1016/j.electacta.2013.01.139

    28. [28]

      (28) Pozio, A.; Francesco, M. D.; Cemmi, A.; Cardellini, F.; Giorgi, L. J. Power. Sources 2002, 105, 13. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00921-1(28) Pozio, A.; Francesco, M. D.; Cemmi, A.; Cardellini, F.; Giorgi, L. J. Power. Sources 2002, 105, 13. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00921-1

    29. [29]

      (29) Ye, K. H.; Zhou, S. A.; Zhu, X. C.; Xu, C.W.; Shen, P. K. Electrochim. Acta 2013, 90, 108. doi: 10.1016/j. electacta.2012.12.012(29) Ye, K. H.; Zhou, S. A.; Zhu, X. C.; Xu, C.W.; Shen, P. K. Electrochim. Acta 2013, 90, 108. doi: 10.1016/j. electacta.2012.12.012

    30. [30]

      (30) Hao, Y. F.; Yang, Y. Y.; Hong, L. J.; Niu, L.; Gui, Y. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 21986. doi: 10.1016/10.1021/am5047747

      (30) Hao, Y. F.; Yang, Y. Y.; Hong, L. J.; Niu, L.; Gui, Y. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 21986. doi: 10.1016/10.1021/am5047747

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  213
  • 文章访问数:  515
  • HTML全文浏览量:  16
文章相关
  • 发布日期:  2015-05-08
  • 收稿日期:  2015-01-02
  • 网络出版日期:  2015-03-24
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章