纳米三氧化钨修饰碳纳米管载铂催化剂对甲醇氧化的电催化性能

周阳 褚有群 刘委明 马淳安

引用本文: 周阳, 褚有群, 刘委明, 马淳安. 纳米三氧化钨修饰碳纳米管载铂催化剂对甲醇氧化的电催化性能[J]. 物理化学学报, 2013, 29(02): 287-292. doi: 10.3866/PKU.WHXB201211261 shu
Citation:  ZHOU Yang, CHU You-Qun, LIU Wei-Ming, MA Chun-An. Nano-WO3 Modified Carbon Nanotube Supported Pt and Their Electrocatalytic Activity for Methanol Electro-Oxidation[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(02): 287-292. doi: 10.3866/PKU.WHXB201211261 shu

纳米三氧化钨修饰碳纳米管载铂催化剂对甲醇氧化的电催化性能

  • 基金项目:

    科技部国际科技合作重大专项(2010DFB63680) (2010DFB63680)

    浙江省教育厅科研项目(Y201225711) 和浙江省自然科学基金重点项目(Z4100790)资助 (Y201225711) 和浙江省自然科学基金重点项目(Z4100790)

摘要:

采用表面修饰技术将碳纳米管(CNT)表面羧基化, 通过羧基将钨离子基团修饰到碳纳米管的外表面, 再通过高温焙烧处理将钨离子基团氧化成WO3, 成功合成了纳米WO3/CNT复合物, 进一步还原Pt 的前驱体而得到Pt-WO3/CNT复合催化剂. 采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对样品的形貌和晶型结构进行了表征, 结果表明, Pt纳米粒子为面心立方晶体结构, 均匀地分布在WO3修饰的碳纳米管表面. 采用循环伏安(CV)和计时电流法研究了在酸性溶液中Pt-WO3/CNT催化剂对甲醇的电催化氧化活性, 结果表明WO3修饰的碳纳米管载铂催化剂比用混酸处理的碳纳米管载铂催化剂对甲醇呈现出更高的电催化氧化活性和更好的稳定性.

English

    1. [1]

      (1) Che, G. L.; Lakschmi, B. B.; Fisher, E. R.; Martin, C. R. Nature1998, 393, 346. doi: 10.1038/30694

      (1) Che, G. L.; Lakschmi, B. B.; Fisher, E. R.; Martin, C. R. Nature1998, 393, 346. doi: 10.1038/30694

    2. [2]

      (2) Li,W. Z.; Liang, C. H.; Qiu, J. S.; Zhou,W. J.; Han, H. M.;Wei,Z. B.; Sun, G. Q.; Xin, Q. Carbon 2002, 40, 791. doi: 10.1016/S0008-6223(02)00039-8(2) Li,W. Z.; Liang, C. H.; Qiu, J. S.; Zhou,W. J.; Han, H. M.;Wei,Z. B.; Sun, G. Q.; Xin, Q. Carbon 2002, 40, 791. doi: 10.1016/S0008-6223(02)00039-8

    3. [3]

      (3) Zhao, Z.; Fang, X.; Li, Y.;Wang, Y.; Shen, P. K.; Xie, F.; Zhang,X. Electrochem. Commun. 2009, 11, 290. doi: 10.1016/j.elecom.2008.11.034(3) Zhao, Z.; Fang, X.; Li, Y.;Wang, Y.; Shen, P. K.; Xie, F.; Zhang,X. Electrochem. Commun. 2009, 11, 290. doi: 10.1016/j.elecom.2008.11.034

    4. [4]

      (4) Prabhuram, J.; Zhao, T. S.; Tang, Z. K.; Chen, R.; Liang, Z. X.J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5245. doi: 10.1021/jp0567063(4) Prabhuram, J.; Zhao, T. S.; Tang, Z. K.; Chen, R.; Liang, Z. X.J. Phys. Chem. B 2006, 110, 5245. doi: 10.1021/jp0567063

    5. [5]

      (5) Nie, S. L.; Zhao, Y. C.; Fan,W. J.; Tian, J. N.; Ning, Z.; Li, X.X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 871. [聂素连, 赵彦春,范文杰, 田建袅, 宁珍, 李笑笑. 物理化学学报, 2012, 28,871.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201202013(5) Nie, S. L.; Zhao, Y. C.; Fan,W. J.; Tian, J. N.; Ning, Z.; Li, X.X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 871. [聂素连, 赵彦春,范文杰, 田建袅, 宁珍, 李笑笑. 物理化学学报, 2012, 28,871.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201202013

    6. [6]

      (6) Yang, H. Y.; Guo, P. P.; Li,W. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009,25, 719. [杨红艳, 郭盼盼, 李伟善. 物理化学学报, 2009, 25,719.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090425(6) Yang, H. Y.; Guo, P. P.; Li,W. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009,25, 719. [杨红艳, 郭盼盼, 李伟善. 物理化学学报, 2009, 25,719.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20090425

    7. [7]

      (7) Ganesan, R.; Lee, J. S. J. Power Sources 2006, 157, 217.doi: 10.1016/j.jpowsour.2005.07.069(7) Ganesan, R.; Lee, J. S. J. Power Sources 2006, 157, 217.doi: 10.1016/j.jpowsour.2005.07.069

    8. [8]

      (8) Jusys, Z.; Schmidt, T. J.; Dubau, L.; Lasch, K.; Jorissen, L.;Garche, J.; Behm, R. J. J. Power Sources 2002, 105, 297. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00955-7(8) Jusys, Z.; Schmidt, T. J.; Dubau, L.; Lasch, K.; Jorissen, L.;Garche, J.; Behm, R. J. J. Power Sources 2002, 105, 297. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00955-7

    9. [9]

      (9) Tseung, A. C.; Chen, K. Y. Catal. Today 1997, 38, 439. doi: 10.1016/S0920-5861(97)00053-9(9) Tseung, A. C.; Chen, K. Y. Catal. Today 1997, 38, 439. doi: 10.1016/S0920-5861(97)00053-9

    10. [10]

      (10) Raghuveer, V.; Viswanathan, B. J. Power Sources 2005, 144, 1.doi: 10.1016/j.jpowsour.2004.11.033(10) Raghuveer, V.; Viswanathan, B. J. Power Sources 2005, 144, 1.doi: 10.1016/j.jpowsour.2004.11.033

    11. [11]

      (11) Li,W. S.; Tian, L. P.; Huang, Q. M.; Chen, H. Y.; Lian, X. P.J. Power Sources 2002, 104, 281. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00961-2(11) Li,W. S.; Tian, L. P.; Huang, Q. M.; Chen, H. Y.; Lian, X. P.J. Power Sources 2002, 104, 281. doi: 10.1016/S0378-7753(01)00961-2

    12. [12]

      (12) Huang, Y. J.; Li,W. S.; Huang, Q. D.; Li,W.; Zhang, Q. L.;Jiang, L. S. Chem. J. Chin. Univ. 2007, 28, 921. [黄幼菊, 李伟善, 黄青丹, 李伟, 张庆龙, 蒋腊生. 高等学校化学学报,2007, 28, 921.](12) Huang, Y. J.; Li,W. S.; Huang, Q. D.; Li,W.; Zhang, Q. L.;Jiang, L. S. Chem. J. Chin. Univ. 2007, 28, 921. [黄幼菊, 李伟善, 黄青丹, 李伟, 张庆龙, 蒋腊生. 高等学校化学学报,2007, 28, 921.]

    13. [13]

      (13) Huang, Y. J.; Dai, H. H.; Li,W. S. J. Power Sources 2008, 184,348. doi: 10.1016/j.jpowsour.2008.04.004(13) Huang, Y. J.; Dai, H. H.; Li,W. S. J. Power Sources 2008, 184,348. doi: 10.1016/j.jpowsour.2008.04.004

    14. [14]

      (14) Ang, L. M.; Hor, T. S. A.; Xu, G. Q.; Tung, C. H.; Zhao, S. P.;Wang, J. L. Chem. Mater. 1999, 11, 2115. doi: 10.1021/cm990078i(14) Ang, L. M.; Hor, T. S. A.; Xu, G. Q.; Tung, C. H.; Zhao, S. P.;Wang, J. L. Chem. Mater. 1999, 11, 2115. doi: 10.1021/cm990078i

    15. [15]

      (15) Mu, Y. Y.; Liang, H. P.; Hu, J. S.; Jiang, L.;Wan, L. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22212. doi: 10.1021/jp0555448(15) Mu, Y. Y.; Liang, H. P.; Hu, J. S.; Jiang, L.;Wan, L. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22212. doi: 10.1021/jp0555448

    16. [16]

      (16) Shen, P. K.; Chen, K. Y.; Tseung, A. C. C. J. Electrochem. Soc.1995, 142, L85.(16) Shen, P. K.; Chen, K. Y.; Tseung, A. C. C. J. Electrochem. Soc.1995, 142, L85.

    17. [17]

      (17) Shen, P. K.; Tseung, A. C. C. J. Electrochem. Soc. 1994, 141,3082. doi: 10.1149/1.2059282(17) Shen, P. K.; Tseung, A. C. C. J. Electrochem. Soc. 1994, 141,3082. doi: 10.1149/1.2059282

    18. [18]

      (18) Shen, P. K.; Chen, K. Y.; Tseung, A. C. C. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1994, 90, 3089. doi: 10.1039/ft9949003089(18) Shen, P. K.; Chen, K. Y.; Tseung, A. C. C. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1994, 90, 3089. doi: 10.1039/ft9949003089

    19. [19]

      (19) Cui, X.; Shi, J.; Chen, H.; Zhang, L. L.; Guo, J.; Gao, J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 12024. doi: 10.1021/jp803565k(19) Cui, X.; Shi, J.; Chen, H.; Zhang, L. L.; Guo, J.; Gao, J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 12024. doi: 10.1021/jp803565k

    20. [20]

      (20) Jayaraman, S.; Jaramillo, T. F.; Baeck, S.; McFarland, E.W.J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22958. doi: 10.1021/jp053053h(20) Jayaraman, S.; Jaramillo, T. F.; Baeck, S.; McFarland, E.W.J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22958. doi: 10.1021/jp053053h

    21. [21]

      (21) Zhang, D. Y.; Ma, Z. F.;Wang, G. X.; Konstantinov, K.; Yuan,X. X.; Liu, H. K. Elec-Trochem. Solid State Lett. 2006, 9, A423.(21) Zhang, D. Y.; Ma, Z. F.;Wang, G. X.; Konstantinov, K.; Yuan,X. X.; Liu, H. K. Elec-Trochem. Solid State Lett. 2006, 9, A423.

    22. [22]

      (22) Yang, C. Z.; Chan, K. Y.; Zhang, X. Electrochimica Acta 2012,75, 262. doi: 10.1016/j.electacta.2012.04.107(22) Yang, C. Z.; Chan, K. Y.; Zhang, X. Electrochimica Acta 2012,75, 262. doi: 10.1016/j.electacta.2012.04.107

    23. [23]

      (23) Rajesh, B.; Karthik, V.; Karthikeyan, S.; Ravindranathan, T. K.;Viswanathan, B. Fuel 2002, 81, 2177. doi: 10.1016/S0016-2361(02)00162-X(23) Rajesh, B.; Karthik, V.; Karthikeyan, S.; Ravindranathan, T. K.;Viswanathan, B. Fuel 2002, 81, 2177. doi: 10.1016/S0016-2361(02)00162-X

    24. [24]

      (24) Shen, P. K.; Chen, K. Y.; Tseung, A. C. C. J. Electroanal. Chem.1995, 389, 223. doi: 10.1016/0022-0728(95)03974-L(24) Shen, P. K.; Chen, K. Y.; Tseung, A. C. C. J. Electroanal. Chem.1995, 389, 223. doi: 10.1016/0022-0728(95)03974-L

    25. [25]

      (25) Chen, K. Y.; Shen, P. K.; Tseung, A. C. C. J. Electrochem. Soc.1995, 142, L54.(25) Chen, K. Y.; Shen, P. K.; Tseung, A. C. C. J. Electrochem. Soc.1995, 142, L54.

    26. [26]

      (26) Muthuraman, N.; Guruvaiah, P. K.; Agneeswara, P. G. Materials Chemistry and Physics 2012, 133, 924. doi: 10.1016/j.matchemphys.2012.01.118(26) Muthuraman, N.; Guruvaiah, P. K.; Agneeswara, P. G. Materials Chemistry and Physics 2012, 133, 924. doi: 10.1016/j.matchemphys.2012.01.118

    27. [27]

      (27) Cui, Z. M.; Feng, L.G.; Liu, C. P.; Xing,W. J. Power Sources2011, 196, 2621. doi: 10.1016/j.jpowsour.2010.08.118(27) Cui, Z. M.; Feng, L.G.; Liu, C. P.; Xing,W. J. Power Sources2011, 196, 2621. doi: 10.1016/j.jpowsour.2010.08.118

    28. [28]

      (28) Poh, C. K.; Lim, S. H.; Pan, H.; Lin, J.; Lee, J. Y. J. Power Sources 2008, 176, 70. doi: 10.1016/j.jpowsour.2007.10.049(28) Poh, C. K.; Lim, S. H.; Pan, H.; Lin, J.; Lee, J. Y. J. Power Sources 2008, 176, 70. doi: 10.1016/j.jpowsour.2007.10.049

    29. [29]

      (29) Park, K.W.; Ahn, K. S.; Nah, Y. C.; Choi, J. H.; Sung, Y. E.J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4352. doi: 10.1021/jp022515d

      (29) Park, K.W.; Ahn, K. S.; Nah, Y. C.; Choi, J. H.; Sung, Y. E.J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4352. doi: 10.1021/jp022515d

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  997
  • 文章访问数:  1409
  • HTML全文浏览量:  36
文章相关
  • 发布日期:  2013-01-14
  • 收稿日期:  2012-08-02
  • 网络出版日期:  2012-11-26
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