多孔氮化钛载体上铂催化剂的原子层沉积制备及其催化氧气还原性能

作者：唐小龙; 张盛辉; 于婧; 吕春晓; 迟雨晴; 孙君伟; 宋誉; 袁丁^*; 马兆立; 张立学^*

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2020, 36(07): 90-96.

• 多孔氮化钛
• Pt纳米颗粒
• 原子层沉积
• 电催化
• 氧气还原反应

为有效解决铂(Pt)催化剂用于氧气还原反应(ORR)面临的催化活性及稳定性问题,本文首先合成了具有良好导电性、电化学稳定以及耐腐蚀等优点的一维多孔氮化钛(Ti N)纳米管载体材料,然后使用原子层沉积技术(ALD)在Ti N载体上沉积制备了Pt催化剂(ALD-Pt/Ti N),所得的Pt纳米颗粒尺寸均匀、高度分散且与Ti N载体之间存在着较强的相互作用。催化氧气还原活性和稳定性测试表明,所得的ALD-Pt/Ti N对ORR具有较高的催化活性,同时兼具良好的稳定性和耐久性。相比商用Pt/C,ALD-Pt/Ti N的起始电位和稳态极限电流密度与其相近,半波电位则高出了20 m V,表现出优异的电催化性能。其优良的电催化性能主要归因于ALD沉积Pt纳米颗粒的高分散性,一维多孔结构Ti N载体的高比表面积、良好导电性和抗腐蚀性能以及ALD-Pt与Ti N载体间较强的相互作用等综合影响。本工作为设计新型高催化活性、高稳定性的Pt基催化剂提供了有益借鉴。

• 单位
  化学化工学院; 青岛大学