Pt@CNT中铂晶粒尺寸对HER和ORR的影响学术资讯

来源：中国科学材料

铂(Pt)是析氢反应(HER)和氧还原反应(ORR)的高效催化剂，然而，关于铂颗粒粒径大小与其电催化活性之间相关性的争论仍然存在。金属-载体强相互作用(SMSI)是导致金属与载体之间电荷转移和质量转移的相互作用。近日，东华大学江莞教授、王连军教授和中科院上海硅酸盐研究所崔香枝研究员等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，采用光还原法合成了碳纳米管负载的不同粒径的Pt粒子(0.5 wt.%)。

在所有pH溶液中，尺寸约为1.5 nm的Pt催化剂的HER催化性能都明显高于同类催化剂，其质量活性甚至是Pt/C的23–36倍。而对于ORR，约3 nm的Pt催化剂表现出最佳的催化性能，在酸性和碱性条件下，其质量活性分别是Pt/C的3倍和16倍。~1.5和~3 nm大小的Pt催化剂分别表现出的较优异的HER和ORR性能，主要与铂和碳纳米管之间的相互作用有关，这为可再生能源电催化剂的设计提供了参考。

图1 Pt@CNT催化剂的HER催化性能。(a, d, g, j) 0.5 mol L−1 H2SO4，(b, e, h, k) 1.0 mol L−1 Na2SO4，(c, f, i, l) 1.0 mol L−1 KOH。

图2 Pt@CNT催化剂的ORR催化性能。(a, c, e, g) 0.1 mol L−1 HClO4，(b, d, f, h) 1.0 mol L−1 KOH。

图3 ~1.5 nm Pt/CNTs用作阴极催化剂（酸性(a)和碱性(b)溶液中的HER），~3 nm Pt/CNTs用作阴极极催化剂（ORR）的质子交换膜燃料电池（PEMFC）示意图。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1449-2。

来源：SciChinaMater 中国科学材料

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