Small综述:二维Pd电催化剂
纳米技术 纳米 2021-01-17

Pd-、Pd基催化剂目前在多种电催化反应,特别是燃料电池、阳极燃料氧化反应(FOR)、阴极氧还原反应(ORR)等,有望用于替代Pt-、Pt-基催化剂。因此构建大比表面积、低配位原子、高浓度缺陷/边缘位点的Pd-、Pd-基催化剂在改善燃料电池的电催化性能中至关重要。目前,单层、少层原子层的2D Pd基纳米材料在ORR、FOR电催化反应中展示了很好的前景,因为其本征催化活性较高、电子迁移率较高、能够很好的进行界面修饰等。有鉴于此,苏州大学杜玉扣等综述报道了目前用于FOR、ORR的2D Pd基催化剂发展情况。

本文要点:

(1)

首先对FOR、ORR催化中的基本理论进行总结和介绍,随后介绍2D Pd-基纳米催化剂用于FOR、ORR的最新进展,系统性的讨论了目前的各种合成方法,为进一步发展更高性能的电催化剂提供经验和指导。最终,总结和展望了2D Pd-基纳米催化剂用于燃料电池的最近发展情况。

(2)

2D Pd催化剂合成方法:CO限制性合成、含羰基物种辅助合成、水热/溶解热合成;2D Pd催化剂的纳米结构:六方纳米片、方形纳米片、卷曲纳米片、多孔纳米片、网状纳米片、纳米片组装体。

催化剂关键性指标:丰富的表面活性位点、提高本征催化活性、应力效应、配体效应、界面效应。

(3)

最后进行了总结和展望。通过多种方法(配体、应力、界面)相结合,实现提高催化活性位点、提高本征活性、引入配体/应力/界面效应,从而实现催化活性的进一步提高。而且,需要发展FOR、ORR双功能电催化剂。

降低催化剂的价格,使用非贵金属进行掺杂同时保持较好的催化活性,比如引入亲氧性金属(Sn、Cu、Ag、Bi、Ni等)生成合金催化剂。

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参考文献

Hui Xu, Hongyuan Shang, Cheng Wang, Yukou Du*, Recent Progress of Ultrathin 2D Pd‐Based Nanomaterials for Fuel Cell Electrocatalysis, Small 2021, 2005092

DOI: 10.1002/smll.202005092

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202005092


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