介观结构氮掺杂碳纳米笼负载铂-钌合金催化剂的优异甲醇电氧化性能

摘要

利用氮掺杂碳纳米笼(hNCNC)的高比表面积及掺杂氮原子的锚定作用,方便地将约3 nm的Pt-Ru合金纳米粒子均匀地负载在hNCNC表面,制得了Pt和Ru比例可调的Pt-Ru/hNCNC双金属合金催化剂.这些催化剂展现出优异的甲醇催化氧化活性和稳定性,且具有良好的抗CO中毒能力,显著优于Pt/hNCNC和商业PtRu/C等对照组催化剂.其优异的电化学性能可归因于以下因素的协同作用:(1) Pt-Ru合金的双功能机制增强了催化剂的CO氧化脱附能力从而使活性位重新暴露,(2)hNCNC的氮掺杂及高比表面积有利于获得粒径小且均匀的合金纳米粒子,(3)hNCNC的多尺度分级孔结构有利于甲醇等参与反应物质的传输.