非共价功能化石墨烯负载纳米铂电催化氧还原的研究

摘要

Pt及其合金是燃料电池中电催化氧还原效果好、已投入实际使用的阴极催化剂.但是Pt价格昂贵,为了降低成本,人们常采用比表面积大的载体活性炭、碳纳米管等来提高金属纳米颗粒的分散性、催化剂的利用率和效率.最近,Partoens等发现石墨烯理论比表面积高达2600m2/g,具有突出的导热性能和力学性能,以及室温下高速的电子迁移率,可以用作电极催化剂的载体.石墨烯疏水性强,直接在它们上面沉积的Pt金属颗粒很容易团聚.为了改善Pt在石墨烯上的分散性,需要对其表面进行修饰.为了不破坏材料的表面结构,本文采用非共价方法修饰石墨烯.通过1,10-邻二氮杂菲和它之间的π-π堆积作用在石墨烯上引入氮原子,然后用乙二醇微波还原氯铂酸的方法得到颗粒细、分散性均匀的石墨烯负载纳米铂催化剂.与石墨烯上直接沉积的纳米铂催化剂相比,其电催化氧还原性能更加优越.