Pt/镍铁水滑石/还原氧化石墨烯的制备及催化甲醇氧化性能研究

【摘要】：水滑石(LDH)是一类层状结构的新型无机功能材料~([1]),具有类似石墨烯的二维片层结构,水滑石可以作为贵金属催化剂基底应用于直接甲醇燃料电池。在燃料电池中催化剂的催化性能很大程度上决定于贵金属纳米颗粒的尺寸和形貌~([2]),LDH由于导电性能较差,限制了其在直接甲醇燃料电池中的应用,而与碳材料如,炭黑、碳纳米管、石墨烯等复合是提高材料导电性的一种有效方法~([3])。本论文采用一步溶剂热方法将镍铁水滑石(NiFe-LDH)与还原氧化石墨烯(RGO)相结合,形成的NiFe-LDH/RGO复合材料作为直接甲醇燃料电池Pt基催化剂基底。通过电沉积的方法将Pt纳米颗粒(尺寸=11.2±0.8nm)沉积在NiFe-LDH/RGO表面,形成复合催化剂Pt/NiFe-LDH/RGO。通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)对其形貌进行表征,并利用X-射线衍射(XRD)、能量分散X-射线分析(EDS)等测试手段表征其组成,同时利用电化学技术,对其催化甲醇氧化性能进行了研究。结果表明,所制得的Pt/NiFe-LDH/RGO复合催化剂的电化学催化性能、导电性以及稳定性均得到显著提升。