球状多孔Pd纳米粒子超结构的合成及其对甲酸的电催化氧化.PDFVIP

中国科学: 化学 2012 年 第42 卷 第1 期: 1 ~ 8 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 论 文 球状多孔Pd 纳米粒子超结构的合成及其对甲酸的 电催化氧化 * * 刘苏莉, 韩敏, 唐亚文, 屠闻文, 包建春, 戴志晖 南京师范大学化学与材料科学学院, 南京 210046 *通讯作者, E-mail: daizhihuii@ 收稿日期: 2012-01-18; 接受日期: 2012-03-21 doi: 10.1360/032012-40 摘要 在丙酮/水混合溶剂中, 以氯代十六烷基吡啶为结构导向剂, 水合肼还 关键词 原PdCl2, 制得了直径范围在30~50 nm 之间的球状多孔Pd 纳米粒子超结构. 实 球状多孔Pd 纳米粒子超结构 4 丙酮 验表明, 氯代十六烷基吡啶对球状多孔Pd 纳米粒子超结构的形成起着重要的作 甲酸催化氧化 用, 不加该表面活性剂时, 得到的是实心 Pd 纳米粒子; 而丙酮主要影响表面活 性剂胶束的尺寸. 此外, 本文还研究了球状多孔Pd 纳米粒子超结构对甲酸氧化 的电催化活性, 在0.5 mol/L H SO + 0.5 mol/L HCOOH 溶液中的循环伏安结果 2 4 表明, 球状多孔Pd 纳米粒子超结构修饰电极在酸性溶液中电催化氧化甲酸的峰 电流约为 180 mA/mg, 明显优于实心 Pd 纳米粒子修饰电极(峰电流为 120 mA/mg), 且表现出较高的稳定性. 1 引言 状多孔Pd 纳米粒子超结构的报道还较少. 在直接甲酸燃料电池的研究中, Pt 基催化剂被广 贵金属纳米粒子因其在催化、光学、微电子学、 泛用为阳极的催化材料, 但甲酸在 Pt 催化剂上的氧 磁学、光学传感、生物标记等领域的广泛应用而倍受 化会产生中间产物CO, 它会吸附在Pt 上造成Pt 的催 关注[1~6]. 研究表明, 纳米微粒的超结构是介于微观 化活性急剧下降, 即所谓的“ 中毒”[24, 25]. 最近的研究 与宏观的桥梁, 对材料的性能有重要影响[7~9], 因此 表明, 在直接甲酸燃料电池中, 钯纳米晶催化剂可以 纳米粒子超结构的可控合成是当前的研究热点之 抑制CO 的产生, 被认为是可以替代铂纳米晶的较好 一[10, 11]. 在各种贵金属中, Pd 因其在催化领域的广泛 的阳极催化剂[24, 25]. 二十面体、八面体、四面体、十 应用引起人们极大的兴趣. 至今, 通过模板法、多元醇 面体、三角片及花状 Pd 纳米结构, 都已被广泛用于 法、液相还原法等可控合成了类球形[13] [14] 直接甲酸燃料电池中[12, 26, 27] 、四面体 、 . 但很少有球状多孔 Pd 削角八面体[15], 棒状或线状[16~18] 、立方体状[19, 20] 、树 纳米粒子超结构用于直接甲酸燃料电池的报道[28]. 枝状[21, 22]