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核壳结构玩得好,ORR性能大提高!

纳米人  · 公众号  ·  · 2018-06-24 08:00

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有鉴于此,康奈尔大学的 HéctorD. Abruna教授 团队报道了一种新型的液相合成方法,该方法可灵活的控制PdFe双金属核的组成,通过表面上修饰最小用量的Pt显著的改善其电催化活性。



图1. Pd-Fe@Pt的EDX元素分析

由于晶格应变,Fe在Pd中的结合增强了其Pd的催化活性。 此外,通过简单的电化学置换反应,将少量Pt修饰在Pd-Fe的表面并提高其催化活性,超过现有技术的Pt的催化活性。研究人员进一步展示了如何使用简单的几何模型来确定Pt/Pb原子比下的Pt壳厚度。

退火后的Pd-Fe/C 纳米材料(NPs)和对照Pd/C的XRD显示:在25°处的宽峰归因于碳(C)载体。其他的从左到右的衍射峰分别对应于面心立方(fcc)合金结构中的(111),(200),(220),(311)和(222)晶面。 XRD图谱还显示在Pd-Fe/C中,在33°(110)和53°(210)出现小的有序峰,这与标准数据库(PDF#04-003-3875)一致。此外,随着Fe含量的增加,衍射峰向较高的角度移动,这是由于Fe相对于Pd的尺寸较小。最后,显示出Pd含量与(220)峰晶面间距成线性关系。从(220)峰宽,通过Scherrer方程可计算出纳米粒子的域尺寸是10 nm。这与在TEM图像中观察到的粒径相似。由于域尺寸和粒径相似,所以纳米颗粒是单晶,而不是多晶聚集体。


图2. Pd-Fe/C双金属纳米颗粒的结构表征

研究人员比较了在Pd-Fe/C载体上修饰Pt。发现修饰前后,它们都表现出约10 nm的平均粒度且在碳载体上的均匀分布,在形态上没有明显的差异。在这里,由于Pd 0.58 Fe 0.42 /C表面修饰Pt的催化剂(在后面的中使用PdFe@Pt/C表示)具有最佳的电化学性能,研究人员将对其进行讨论分析。







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