1、 1 实验部分 1.1 强迫沉积法制备PtRhPt 5 /C双金属催化剂 (1) Rh y Pt 5 /C的制备 称取一定量含Pt质量分数为5%的基底Pt/C粉末(实验室制备,记作Pt 5 /C)加入到氢气鼓泡 器中,加入既定量的RhCl 3 溶液(510 -5 M,AR,天津风船化学试剂有限公司)鼓泡1h后,反 复用超纯水洗涤并抽滤。将过滤得到的产品在空气中自然干燥后,得到新制备的催化剂 Rh y Pt 5 /C,其中y表示Rh沉积量占石墨载体的质量百分数,在此为0.5%。分成两份备用, 取其中一份置于管式炉内400下焙烧4h制得催化剂Rh 0.5 Pt 5 /C。 (2) Pt x Rh
2、y Pt 5 /C的制备 另取一定量新制备的Rh 0.5 Pt 5 /C粉末加入氢气鼓泡器中,然后加入既定量的H 2 PtCl 6 溶 液(7.710 -5 M,AR,天津登峰化学试剂厂) ,重复(1)中的步骤,将新制备的样品置于管式 炉内400下焙烧4h,制得催化剂Pt x Rh y Pt 5 /C, 其中x、y分别表示Pt、Rh沉积量占石墨载 体的质量百分数,在此分别为0.1%和0.5%,记作Pt 0.1 Rh 0.5 Pt 5 /C。 (3) Pt x Rh y Pt z Pt 5 /C的制备 将Pt 5 /C粉末加入氢气鼓泡器中,加入定量的H 2 PtCl 6 溶液,通入氢气鼓泡1h后
3、,再加入 一定浓度的RhCl 3 溶液,鼓泡1h,最后加入与前面浓度相同的H 2 PtCl 6 溶液,鼓泡1h后过滤 并反复用超纯水洗涤,在空气中室温下自然干燥并焙烧,制得催化剂Pt x Rh y Pt z Pt 5 /C, 其中 x、y、z分别表示“三明治”结构沉积层中Pt、Rh、Pt沉积量占石墨载体的质量百分数,在 此分别为0.1%、0.5%和0.1%,记作Pt 0.1 Rh 0.5 Pt 0.1 Pt 5 /C。 1.2 催化剂的循环伏安法表征 催化剂的循环伏安法表征在自制的三电极电解池中进行,电化学工作站采用上海辰华仪 器公司的CHI600C,所有实验均在室温下进行。实验前将所有的玻璃
4、仪器用绿酸(少量 KMnO 4 小心溶于浓H 2 SO 4 中配制成深绿色的溶液)浸泡一夜,用超纯水(电导率 18.2Mcm)淋洗后备用。所用电解池均用0.1M H 2 SO 4 溶液(GR,北京化工厂)润洗后,加 至指定高度,用高纯N 2 (纯度99.999%,北京市亚南气体有限公司)向电解池中鼓泡20min 以除氧。然后用煤气喷灯的外焰对Pt网进行退火处理(约3min)并快速转移到电解池中, 在N 2 气氛中冷却后进行循环伏安扫描,检查 Pt网和电解质溶液是否被污染。 取少许催化剂粉末(约0.002g)挤压在洁净的铂网上(尽量紧密)作为工作电极,以饱 和甘汞电极(SCE)为参比电极,Pt片
5、为对电极,设定扫描范围为-0.25V0.85V,扫描速度 为10mVs -1 ,扫描至稳定后记录CV曲线。 1.3催化剂的XRD表征 催化剂的XRD表征在D/max-RB型多晶(粉末)X-射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD, 日本理学公司)进行测试,Cu K靶石墨晶体单色器, 2范围: 30-80,扫描速度: 5/min。 1.4 甲醇电化学氧化 在另一三电极电解池中加入1mL浓度为 5M 的CH 3 OH(GR,北京化工厂)溶液,配成 0.1M CH 3 OH+0.1M H 2 SO 4 混合电解质溶液。将在1.2中得到稳定CV曲线的工作电极迅速转 移至该含有CH 3 OH溶液的电解池,设定扫描速度为10mVs -1 ,扫描至稳定后记录CV曲线并 保存。