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铂—非贵金属合金纳米线让析氢变得更容易

  • 文章来源:科技日报
  • 文章发布时间:2018年08月10日
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  科技日报西安8月9日电 (孟祥丽 记者史俊斌)记者9日从西安交通大学获悉,该校前沿科学技术研究院高传博教授课题组利用表面硫修饰的铂—非贵金属合金纳米线作为催化剂,在碱性条件下实现了高效的电解水析氢性能。这一成果发表在最新出版的国际化学领域权威期刊《德国应用化学》上,该催化剂是通过简单的水热方法合成的,具有较低的制备成本。

  碱性条件下的析氢反应是电解水制氢和氯碱工业的主要反应之一。这一反应通常需要在较高的过电势下才能进行,因此导致严重的电能损耗。制备高效催化剂以降低这一反应所需的过电势有望显著降低这些应用中的电能损耗。

  针对这一问题,研究人员将传统化学镀基本原理借鉴到纳米材料的制备中,在水相体系中合成出一系列形貌、组成和尺寸可控的、表面硫修饰的铂—非贵金属合金纳米线作为该反应的催化剂。他们通过亚硫酸盐的引入有效克服了金属盐还原电位之间的巨大差异,实现了铂盐与非贵金属盐的共还原,成功制备了一系列超细铂—非贵金属合金纳米线(直径约2.6nm)。亚硫酸盐的引入还导致了纳米线表面的硫修饰,在超细纳米线的表面构筑了大量原子级别的铂/非贵金属—硫界面,从而在碱性条件下具有优异的析氢活性。结果显示,含3μg铂的纳米线在70mV的过电势下可得到的活性为商业铂碳催化剂的5.1倍,也优于先前报道的催化剂。该类材料有望在实际应用中实现优越的性能及更低的电能损耗。

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