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臺灣國家同步輻射研究中心Jin-Ming Chen課題組--Pt3Sn/石墨烯催化劑的原位快速X射線吸收光譜研究及其在乙醇氧化反應中的應用
       直接乙醇燃料電池(DEFCs)承諾將乙醇用作通過乙醇氧化反應(EOR)進行能量轉換的生物可再生且無毒的燃料。測試了通過醇還原制得的石墨烯上分散良好的Pt3Sn和Pt納米粒子(分別表示為Pt3Sn/G和Pt/G)對EOR的影響。HRTEM和XRD表征提供了Pt3Sn合金納米顆粒的形貌和晶相,其均勻粒徑為2.8±0.08 nm,這與作為參考的Pt/G催化劑是一致的。根據EV測試的CV陽極掃描過程中的原位快速X射線吸收近邊緣結構(QXANES)光譜,以清楚地解釋,制備的電催化劑的電勢依賴性電子狀態,其白線強度為Pt L3-邊緣QXANES光譜及其光譜曲線隨電極電壓而顯著變化。此外,Pt3Sn/G顯示出比Pt/G更好的EOR性能,因為SnO2可以通過適當擴展PtSn合金中的晶格參數來改善氧化過程中的吸附和解離。這項工作提供了深入了解乙醇在合金化的Pt表面上解離吸附的反應機理,這對于增強EOR活性以完成乙醇完全氧化具有重要作用。
 

Figure 1. 最優條件下,Pt3Sn/G和Pt/G電催化劑的TGA曲線
 

Figure 2. Pt3Sn/G和Pt/G電催化劑的HRTEM圖和對應的顆粒的直徑分布圖
 

Figure 3. (a)在H2SO4(0.5 M)和乙醇(1.0 M)溶液中,各種電催化劑的CV曲線的陽極掃描;在CV測試的陽極掃描過程中,(b)Pt3Sn/G和(c)Pt/G電催化劑的原位Pt L3-邊緣QXANES光譜。
 

Figure 4. (b)Pt3Sn/G和(c)Pt/G電催化劑在CV測試的陽極掃描過程中,(a)Pt3Sn/G和(d)Pt/G電催化劑的原位Pt L3-邊緣QXAS光譜白線的最大強度。
 
        相關研究成果于2021年由臺灣國家同步輻射研究中心Jin-Ming Chen課題組,發表在ChemCatChem(doi.org/10.1002/cctc.202001400)上。原文:An In Situ Quick X-ray Absorption Spectroscopy Study on Pt3Sn/Graphene Catalyst for Ethanol Oxidation Reaction。

轉自《石墨烯雜志》公眾號

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