CoPt纳米空心球甲醇电催化氧化和原位电化学傅里叶变换红外光谱研究

周新文 ,  甘亚利 ,  孙世刚

引用本文: 周新文, 甘亚利, 孙世刚. CoPt纳米空心球甲醇电催化氧化和原位电化学傅里叶变换红外光谱研究[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201205031 shu
Citation:  ZHOU Xin-Wen, GAN Ya-Li, SUN Shi-Gang. Studies of Oxidation Processes of Methanol on Hollow CoPt Nanospheres and In situ Electrochemical Fourier Transform Infrared Spectroscopy[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201205031 shu

CoPt纳米空心球甲醇电催化氧化和原位电化学傅里叶变换红外光谱研究

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20833005)资助项目 (20833005)

摘要:

采用化学还原和电位置换法制备了CoPt 纳米空心球, 该催化剂对甲醇氧化表现出较好的电催化活性.透射电镜(TEM)、能量散射光谱(EDS)和电化学循环伏安实验结果表明, 在0.1 mol·L-1 H2SO4+0.1 mol·L-1CH3OH中进行测试时, CoPt 纳米空心球发生了去合金化过程, 催化剂表面Co元素溶解, 形成了富Pt 表面, 表现出更好的电催化活性, 同时表现出较好的结构稳定性. 采用原位电化学红外光谱在分子水平研究了CoPt 纳米空心球上甲醇氧化过程, 发现甲醇在CoPt 纳米空心球氧化中间产物主要为CO, 且CO表现出异常红外效应, 与CO为探针分子在CoPt纳米空心球上得到的红外光谱结果一致. 研究结果表明, 去合金化方法是一种有效调节催化剂表面组成和性能的手段, 原位电化学红外光谱是潜在的原位研究有机小分子氧化机理的方法, 在燃料电池中将得到广泛的应用.

English

    1. [1]

      (1) Hou, M.; Yi, B. L. J. Electrochem. 2012, 18 (1), 1. [侯明,衣宝廉. 电化学, 2012, 18 (1), 1.]

      (1) Hou, M.; Yi, B. L. J. Electrochem. 2012, 18 (1), 1. [侯明,衣宝廉. 电化学, 2012, 18 (1), 1.]

    2. [2]

      (2) Sun, Y. B.; Zhuang, L.; Lu, J. T.; Hong, X. L.; Liu, P. F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15465. doi: 10.1021/ja076177b(2) Sun, Y. B.; Zhuang, L.; Lu, J. T.; Hong, X. L.; Liu, P. F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15465. doi: 10.1021/ja076177b

    3. [3]

      (3) Anderson, A. B.; Grantscharora, E.; Seong, S. J. Electrochem. Soc. 1996, 43 (6), 2075.(3) Anderson, A. B.; Grantscharora, E.; Seong, S. J. Electrochem. Soc. 1996, 43 (6), 2075.

    4. [4]

      (4) Nakagawa, N.; Kaneda, Y.;Wagatsuma. M.; Tsujiguchi, T.J. Power Sources 2012, 199, 103. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.10.057(4) Nakagawa, N.; Kaneda, Y.;Wagatsuma. M.; Tsujiguchi, T.J. Power Sources 2012, 199, 103. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.10.057

    5. [5]

      (5) Tian, N.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G.; Ding, Y.;Wang, Z. L. Science2007, 316, 762.(5) Tian, N.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G.; Ding, Y.;Wang, Z. L. Science2007, 316, 762.

    6. [6]

      (6) Tian, N.; Zhou, Z. Y.; Yu, N. F.; Sun, S. G. J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 7580. doi: 10.1021/ja102177r(6) Tian, N.; Zhou, Z. Y.; Yu, N. F.; Sun, S. G. J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 7580. doi: 10.1021/ja102177r

    7. [7]

      (7) Liu, B.; Liao, S. J.; Liang, Z. X. Prog. Chem. 2011, 23 (5),852. [刘宾, 廖世军, 梁振兴. 化学进展, 2011, 23 (5), 852.](7) Liu, B.; Liao, S. J.; Liang, Z. X. Prog. Chem. 2011, 23 (5),852. [刘宾, 廖世军, 梁振兴. 化学进展, 2011, 23 (5), 852.]

    8. [8]

      (8) Ataee-Esfahani, H.; Nemoto, Y.;Wang, L.; Yamauchi, Y. Chem. Commun. 2011, 47 (13), 3885. doi: 10.1039/c0cc05233g(8) Ataee-Esfahani, H.; Nemoto, Y.;Wang, L.; Yamauchi, Y. Chem. Commun. 2011, 47 (13), 3885. doi: 10.1039/c0cc05233g

    9. [9]

      (9) Kua, J.; ddard,W. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10928.doi: 10.1021/ja9844074(9) Kua, J.; ddard,W. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10928.doi: 10.1021/ja9844074

    10. [10]

      (10) Chen, Z.W.; Higgins, D.; Yu, A. P.; Zhang, L.; Zhang, J. J.Energ. Environ. Sci. 2011, 4 (9), 3167. doi: 10.1039/c0ee00558d(10) Chen, Z.W.; Higgins, D.; Yu, A. P.; Zhang, L.; Zhang, J. J.Energ. Environ. Sci. 2011, 4 (9), 3167. doi: 10.1039/c0ee00558d

    11. [11]

      (11) Luo, B. M.; Yan, X. B.; Xu, S.; Xue, Q. J. Electrochim. Acta2012, 59 (1), 429.(11) Luo, B. M.; Yan, X. B.; Xu, S.; Xue, Q. J. Electrochim. Acta2012, 59 (1), 429.

    12. [12]

      (12) Liang, H. P.; Zhang, H. M.; Hu, J. S.; Guo, Y. G.;Wan, L. J.;Bai, C. L. Angew. Chem. Int. Edit. 2004, 43, 1540. doi: 10.1002/anie.200352956(12) Liang, H. P.; Zhang, H. M.; Hu, J. S.; Guo, Y. G.;Wan, L. J.;Bai, C. L. Angew. Chem. Int. Edit. 2004, 43, 1540. doi: 10.1002/anie.200352956

    13. [13]

      (13) Ge, J.; Xing,W.; Xue, X.; Liu, C.; Lu, T.; Liao, J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 17305. doi: 10.1021/jp073666p(13) Ge, J.; Xing,W.; Xue, X.; Liu, C.; Lu, T.; Liao, J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 17305. doi: 10.1021/jp073666p

    14. [14]

      (14) Chen, G.; Xia, D.; Nie, Z.;Wang, Z.;Wang, L.; Zhang, L.;Zhang, J. Chem. Mater. 2007, 19, 1840. doi: 10.1021/cm062336z(14) Chen, G.; Xia, D.; Nie, Z.;Wang, Z.;Wang, L.; Zhang, L.;Zhang, J. Chem. Mater. 2007, 19, 1840. doi: 10.1021/cm062336z

    15. [15]

      (15) Zhou, X.W.; Zhang, R. H.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G. J. Power Sources 2011, 196, 5844. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.02.088(15) Zhou, X.W.; Zhang, R. H.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G. J. Power Sources 2011, 196, 5844. doi: 10.1016/j.jpowsour.2011.02.088

    16. [16]

      (16) Yan, L. L.; Jiang, Q. N.; Liu, D. Y.; Zhong, Y.;Wen, P. F.; Deng,X. C.; Zhong, Q. L.; Ren, B.; Tian, Z. Q. Acta Phys. -Chim. Sin.2010, 26 (9), 2337. [颜亮亮, 姜庆宁, 刘德宇, 钟艳, 温飞鹏, 邓小聪, 钟起玲, 任斌, 田中群. 物理化学学报, 2010, 26 (9), 2337.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100835(16) Yan, L. L.; Jiang, Q. N.; Liu, D. Y.; Zhong, Y.;Wen, P. F.; Deng,X. C.; Zhong, Q. L.; Ren, B.; Tian, Z. Q. Acta Phys. -Chim. Sin.2010, 26 (9), 2337. [颜亮亮, 姜庆宁, 刘德宇, 钟艳, 温飞鹏, 邓小聪, 钟起玲, 任斌, 田中群. 物理化学学报, 2010, 26 (9), 2337.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20100835

    17. [17]

      (17) Minch, R.; Es-Souni, M. Chem. Commun. 2011, 47 (22), 6284.doi: 10.1039/c1cc11398d(17) Minch, R.; Es-Souni, M. Chem. Commun. 2011, 47 (22), 6284.doi: 10.1039/c1cc11398d

    18. [18]

      (18) Chen, D. J.; Zhou, Z. Y.;Wang. Q.; Xiang, D. M.; Tian, N.; Sun,S. G. Chem. Commun. 2010, 46 (24), 4252. doi: 10.1039/c002964e(18) Chen, D. J.; Zhou, Z. Y.;Wang. Q.; Xiang, D. M.; Tian, N.; Sun,S. G. Chem. Commun. 2010, 46 (24), 4252. doi: 10.1039/c002964e

    19. [19]

      (19) Yu, X. F.;Wang, D. S.; Peng, Q.; Li, Y. D. Chem. Commun.2011, 47 (28), 8094. doi: 10.1039/c1cc12416a(19) Yu, X. F.;Wang, D. S.; Peng, Q.; Li, Y. D. Chem. Commun.2011, 47 (28), 8094. doi: 10.1039/c1cc12416a

    20. [20]

      (20) Zhou, X.W.; Chen, Q. S.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G. J. Nanosci. Nanotech. 2009, 9 (4), 2392. doi: 10.1166/jnn.2009.SE34(20) Zhou, X.W.; Chen, Q. S.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G. J. Nanosci. Nanotech. 2009, 9 (4), 2392. doi: 10.1166/jnn.2009.SE34

    21. [21]

      (21) Strasser, P.; Koh, S.; Anniyev, T.; Greeley, J.; More, K.; Yu, C.F.; Liu, Z. C.; Kaya, S.; Nordlund, D.; Ogasawara, H.; Toney,M. F.; Nilsson, A. Nat. Chem. 2010, 2 (6), 454. doi: 10.1038/nchem.623(21) Strasser, P.; Koh, S.; Anniyev, T.; Greeley, J.; More, K.; Yu, C.F.; Liu, Z. C.; Kaya, S.; Nordlund, D.; Ogasawara, H.; Toney,M. F.; Nilsson, A. Nat. Chem. 2010, 2 (6), 454. doi: 10.1038/nchem.623

    22. [22]

      (22) Chen,W.; Sun, S. G.; Si, D.; Chen, S. P. Acta Phys. -Chim. Sin.2003, 19 (5), 441. [陈卫, 孙世刚, 司迪, 陈声培. 物理化学学报, 2003, 19 (5), 441.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20030513(22) Chen,W.; Sun, S. G.; Si, D.; Chen, S. P. Acta Phys. -Chim. Sin.2003, 19 (5), 441. [陈卫, 孙世刚, 司迪, 陈声培. 物理化学学报, 2003, 19 (5), 441.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20030513

    23. [23]

      (23) Li, J. T.; Chen, Q. S.; Sun, S. G. Electrochim. Acta 2007, 52,5725. doi: 10.1016/j.electacta.2006.12.082(23) Li, J. T.; Chen, Q. S.; Sun, S. G. Electrochim. Acta 2007, 52,5725. doi: 10.1016/j.electacta.2006.12.082

    24. [24]

      (24) Tkach, I.; Panchenko, A.; Kaz, T.; gel, V.; Friedrich, K. A.;Roduner, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 5419.

      (24) Tkach, I.; Panchenko, A.; Kaz, T.; gel, V.; Friedrich, K. A.;Roduner, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 5419.

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  • 发布日期:  2012-08-02
  • 收稿日期:  2012-03-07
  • 网络出版日期:  2012-05-03
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

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