PVP封端剂对Pd纳米晶电催化氧化甲醇和乙醇性能的影响

段会梅 王惠娟 黄伟新

引用本文: 段会梅, 王惠娟, 黄伟新. PVP封端剂对Pd纳米晶电催化氧化甲醇和乙醇性能的影响[J]. 物理化学学报, 2021, 37(10): 200300. doi: 10.3866/PKU.WHXB202003005 shu
Citation:  Huimei Duan, Huijuan Wang, Weixin Huang. Influence of Polyvinylpyrrolidone Capping Ligands on Electrocatalytic Oxidation of Methanol and Ethanol over Palladium Nanocrystal Electrocatalysts[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2021, 37(10): 200300. doi: 10.3866/PKU.WHXB202003005 shu

PVP封端剂对Pd纳米晶电催化氧化甲醇和乙醇性能的影响

    通讯作者: Emails: duanhm@mail.ustc.edu.cn (H.D.); Emails: huangwx@ustc.edu.cn (H.W.). Tel.: +86-551-63600435 (H.W.)
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 21525313

    教育部长江学者奖励计划资助项目 

摘要: 钯基电催化剂广泛应用于直接醇类燃料电池碱性介质电催化剂。理解Pd电催化剂在醇类电催化氧化反应中的结构效应具有重要意义。本文中我们制备了PVP封端的不同形貌和尺寸的Pd纳米晶并对比研究了其在碱性介质中甲醇和乙醇的电催化氧化活性。实验结果表明具有相近尺寸(7–8 nm)的Pd纳米立方体和纳米八面体在甲醇和乙醇电氧化反应中表现出相近的本征活性,且Pd纳米立方体电催化甲醇和乙醇氧化本征性能随尺寸增大而增加。不同Pd纳米晶的电催化甲醇和乙醇氧化反应行为可归因于Pd纳米晶暴露晶面和受尺寸依赖的Pd纳米晶表面PVP封端剂覆盖度和PVP向Pd纳米晶电荷转移作用影响的Pd纳米晶电子结构。本文结果展示了金属纳米晶表面封端剂对其表面结构和催化性能不可忽略的影响。

English

    1. [1]

      Rabis, A.; Rodriguez, P.; Schmidt, T. J. ACS Catal. 2012, 2, 864. doi: 10.1021/cs3000864

    2. [2]

      Zhang, Y. Zhang, J. F.; Chen, Z. L.; Liu, Y. W.; Zhang, M. M.; Han, X. P. Zhong, C.; Hu, W. B.; Deng, Y. D. Sci. China Mater. 2018, 61, 697. doi: 10.1007/s40843-017-9157-9

    3. [3]

      Zhao, X. Y.; Zhao, H. C.; Sun, J. F.; Li, G.; Liu, R. Chin. Chem. Lett. 2020, doi: 10.1016/j.cclet.2020.01.005R

    4. [4]

      Bianchini, C.; Shen, P. K. Chem. Rev. 2009, 109, 4183. doi: 10.1021/cr9000995

    5. [5]

      钱慧慧, 韩潇, 肇研, 苏玉芹.物理化学学报, 2017, 33, 1822. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705022Qian, H. H.; Han, X.; Zhao, Y.; Su, Y. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33, 1822. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705022

    6. [6]

      Li, X.; Zhang, C.; Du, C.; Zhuang, Z.; Zheng, F.; Li, P.; Zhang, Z.; Chen, W. Sci. China Chem. 2019, 62, 378. doi: 10.1007/s11426-018-9375-2

    7. [7]

      蔡育芬, 刘军民, 廖世军.物理化学学报, 2007, 23, 92. doi: 10.1016/S1872-1508(07)60010-2Cai, Y. F.; Liu, J. M.; Liao, S. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2007, 23, 92. doi: 10.1016/S1872-1508(07)60010-2

    8. [8]

      Zhang, H. M. He, J. Zhai, C. Y. Zhu, M. S. Chin. Chem. Lett. 2019, 30, 2338. doi: 10.1016/j.cclet.2019.07.021

    9. [9]

      方波, 冯立纲.物理化学学报, 2020, 36, 1905023. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905023Fang, B.; Feng, L. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2020, 36, 1905023. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905023

    10. [10]

      Gao, D. F.; Zhou, H.; Wang, J.; Miao, S.; Yang, F.; Wang, G. X.; Wang, J. G.; Bao, X. H. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4288. doi: 10.1021/jacs.5b00046

    11. [11]

      Jin, M.; Zhang, H.; Xie, Z.; Xia, Y. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6352. doi: 10.1039/C2EE02866B

    12. [12]

      Shao, M.; Odell, J.; Humbert, M.; Yu, T.; Xia, Y. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 4172. doi: 10.1021/jp312859x

    13. [13]

      Wang, E. D.; Xu, J. B.; Zhao, T. S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 10489. doi: 10.1021/jp101244t

    14. [14]

      Ma, X. Y.; Chen, Y. F.; Wang, H.; Li, Q. X.; Lin, W. F.; Cai, W. B. Chem. Commun. 2018, 54, 2562. doi: 10.1039/C7CC08793D

    15. [15]

      Cerritos, R. C.; Guerra-Balcázar, M.; Ramírez, R. F.; Ledesma-García, J.; Arriaga, L. G. Materials 2012, 5, 1686. doi: 10.3390/ma5091686

    16. [16]

      Ding, H.; Shi, X. Z.; Shen, C. M.; Hui, C.; Xu, Z. C.; Li, C.; Tian, Y.; Wang, D. K.; Gao, H. J. Chin. Phys. B 2010, 19, 106104. doi: 10.1088/1674-1056/19/10/106104

    17. [17]

      Roy, P. S.; Bagchi, J.; Bhattacharya, S. K. Catal. Sci. Technol. 2012, 2, 2302. doi: 10.1039/C2CY20264F

    18. [18]

      Xia, Y.; Xiong, Y.; Lim, B.; Skrabalak, S. E. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 60. doi: 10.1002/anie.200802248

    19. [19]

      Masala, O.; Seshadri, R. Annu. Rev. Mater. Res. 2004, 34, 41. doi: 10.1146/annurev.matsci.34.052803.090949

    20. [20]

      Niu, Z. Q.; Li, Y. D. Chem. Mater. 2014, 26, 72. doi: 10.1021/cm4022479

    21. [21]

      Huang, W. X; Hua, Q.; Cao, T. Catal. Lett. 2014, 144, 1355. doi: 10.1007/s10562-014-1306-5

    22. [22]

      Liu, M.; Zhang, J.; Liu, J.; William, W. Y. J. Catal. 2011, 278, 1. doi: 10.1016/j.jcat.2010.11.009

    23. [23]

      Tsunoyama, H.; Ichikuni, N.; Sakurai, H.; Tsukuda, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7086. doi: 10.1021/ja810045y

    24. [24]

      Narayanan, R.; El-Sayed, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8340. doi: 10.1021/ja035044x

    25. [25]

      Chen, K.; Wu, H. T.; Hua, Q.; Chang, S. J.; Huang, W. X. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 2273. doi: 10.1039/C2CP44571A

    26. [26]

      Pattabiraman, R. Appl. Catal. A-Gen. 1997, 153, 9. doi: 10.1016/S0926-860X(96)00327-4

    27. [27]

      Singh, R.; Singh, A. Int. J. Hydrog. Energy 2009, 34, 2052. doi: 10.1016/j.ijhydene.2008.12.047

    28. [28]

      Noroozifar, M.; Khorasani-Motlagh, M.; Ekrami-Kakhki, M. S. J. Appl. Electrochem. 2014, 44, 233. doi: 10.1007/s10800-013-0635-1

    29. [29]

      Moulder, J. F. Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy. Physical Electronics Division, Perkin-Elmer Corp.: Eden Prairie, MN, USA, 1995: p. 234.

    30. [30]

      Kibis, L.; Titkov, A.; Stadnichenko, A.; Koscheev, S.; Boronin, A. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 9248. doi: 10.1016/j.apsusc.2009.07.011

    31. [31]

      Russo, M.; Furlani, A.; Altamura, P.; Fratoddi, I.; Polzonetti, G. Polymer 1997, 38, 3677. doi: 10.1016/S0032-3861(96)00925-1

    32. [32]

      Xue, L.; Zhang L.; Zhang, C.; Zhao, M.; Gong, M. C.; Chen, Y. Q. J. Rare. Earth. 2011, 29, 544. doi: 10.1016/S1002-0721(10)60495-4

    33. [33]

      Sohn, Y. Appl. Surf. Sci. 2010, 257, 1692. doi: 10.1016/j.apsusc.2010.08.124

    34. [34]

      Moulder, J.; Stickle, W.; Sobol, P.; Bomben, K. Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy; Chastain, J., Ed.; Perkin-Elmer Corp.: Eden Prairie, MN, USA, 1992.

    35. [35]

      Xian, J. Y.; Hua, Q.; Jiang, Z. Q.; Ma, Y. S.; Huang, W. X. Langmuir 2012, 28, 6736. doi: 10.1021/la300786w

    36. [36]

      An, H.; Pan, L. N.; Cui, H.; Li, B. J. Zhou, D. D.; Zhai, J. P.; Li, Q. Electrochim. Acta 2013, 102, 79. doi: 10.1016/j.electacta.2013.03.142

    37. [37]

      Zhang, M.; Yan, Z.; Xie, J. Electrochim. Acta 2012, 77, 237. doi: 10.1016/j.electacta.2012.05.098

    38. [38]

      Xu, C. X.; Hou, J. G.; Pang, X. H.; Li, X. J.; Zhu, M. L.; Tang, B. Y. Int. J. Hydrog. Energy 2012, 37, 10489. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.04.041

    39. [39]

      Umegaki, T.; Yan, J. M.; Zhang, X. B.; Shioyama, H.; Kuriyama, N.; Xu, Q. Int. J. Hydrog. Energy 2009, 34, 3816. doi: 10.1016/j.ijhydene.2009.03.003

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  10
  • 文章访问数:  716
  • HTML全文浏览量:  113
文章相关
  • 发布日期:  2021-10-15
  • 收稿日期:  2020-03-02
  • 修回日期:  2020-04-02
  • 网络出版日期:  2020-04-20
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