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      電鍍法制備Pt/TiO2納米管電極及其電催化析氫性能

      2022-02-17 07:37:24吳安冉陳言慧王心心周文元何佳偉王金淑李洪義
      無機(jī)化學(xué)學(xué)報 2022年2期
      關(guān)鍵詞:納米管極化曲線電流密度

      吳安冉 陳言慧 王心心 周文元 何佳偉 王金淑 李洪義

      (北京工業(yè)大學(xué)材料與制造學(xué)部,北京 100124)

      0 引言

      與傳統(tǒng)化石能源相比,氫能是一種可再生的清潔能源,其中電解水產(chǎn)氫是一種無污染、設(shè)備簡單的工業(yè)制氫方法[1-3]。電解水制氫的核心部分為催化劑。鉑(Pt)基材料通常被認(rèn)為是最有效的析氫反應(yīng)電催化劑[2,4-6],但價格昂貴和資源稀缺限制了其在催化領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。為了提高催化劑的利用率,將Pt基材料以較小的尺寸分散在載體上,從而減少Pt的用量,是解決上述問題的有效途徑。因此,制備低鉑、高活性、高穩(wěn)定性的催化劑至關(guān)重要。納米結(jié)構(gòu)的Pt在減少催化劑用量的同時,由于其優(yōu)異的穩(wěn)定性及催化性能被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域[7-8]。

      物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)以及電鍍法等方法都可以實現(xiàn)載體上Pt基材料的納米尺寸分布。其中,PVD和CVD需要真空環(huán)境,設(shè)備較為昂貴[9-12]。相比于上述2種方法,電鍍法在常溫常壓下可進(jìn)行,而且對Pt原料要求不高,實驗室使用過的Pt電極或某些工業(yè)廢棄的Pt等均可使用,這大大降低了制備成本,節(jié)約社會資源。電鍍時,只需在硫酸溶液中,過電位超過1.1 V(vs RHE)時金屬Pt就會發(fā)生溶解[13-14],從而在電極上生成Pt,操作方法簡單,易于實現(xiàn)。同時,目標(biāo)材料的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)整沉積時間、沉積電位和電解質(zhì)的組成等電鍍條件有效地進(jìn)行控制,因此電鍍法更易于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

      在催化劑載體方面,碳基材料是常用的電催化劑載體,但是其存在容易在電化學(xué)反應(yīng)過程中被氧化腐蝕等問題。二氧化鈦(TiO2)具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性,也可作為催化劑載體,但在現(xiàn)有的Pt/TiO2催化劑中,常用的TiO2多為粉體材料[15-16],在實際應(yīng)用中具有很大的局限性。TiO2納米管作為一種一維的納米材料,特殊的微觀結(jié)構(gòu)可以加快電荷轉(zhuǎn)移,使其具有優(yōu)異的電子傳輸能力。同時,納米管規(guī)則的幾何形貌和較高的表面粗糙度有助于Pt催化劑的分散和固載,因此TiO2納米管作為一種理想的催化劑載體被廣泛應(yīng)用[17-19],此外,其在染料敏化太陽能電池、鋰離子電池、耐摩擦磨損材料等領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用前景[17,20-26]。

      因此,我們利用陽極氧化法在鈦片表面制備得到了TiO2納米管,通過熱處理得到了銳鈦礦型TiO2納米管陣列后,利用電鍍法將Pt沉積在TiO2納米管上。通過此方法可以顯著增加鈦基底表面粗糙度和比表面積,提高鍵合力。Pt進(jìn)入TiO2納米管陣列中形成膠囊結(jié)構(gòu)催化劑,該結(jié)構(gòu)對Pt的有效保護(hù)可以提高Pt穩(wěn)定性,從而提高催化效率。同時,一體化的Pt/TiO2復(fù)合電極設(shè)計思路也便于將其直接組成器件,應(yīng)用場景更為廣泛。

      1 實驗部分

      1.1 Pt/TiO2電極的制備

      首先,對鈦片(1 cm×1 cm)進(jìn)行預(yù)處理。將鈦片在酸洗液(VHF∶VHNO∶3VH2O=1∶3∶6)中進(jìn)行酸洗,去除鈦表面的氧化膜后,分別在無水乙醇、去離子水中超聲清洗去除表面殘留酸洗液。在陽極氧化過程中,以預(yù)處理后的鈦片為陽極,石墨片為陰極,含氟離子水溶液作為電解質(zhì)制備TiO2納米管陣列。其中,含 氟 離 子 水 溶 液 是 由 0.1 mol·L?1的 NH4HF2、0.5 mol·L?1的NH4H2PO4及1 L的去離子水混合而成,外部電壓與陽極氧化反應(yīng)時間分別設(shè)置為20 V和4 h。因上述反應(yīng)得到的TiO2納米管是無定形的,我們將陽極氧化后的鈦片置于管式爐內(nèi),在450℃空氣氣氛下退火2 h,得到銳鈦礦型TiO2納米管陣列(TiO2-NTs)。同時,作為對照組,將預(yù)處理后的鈦片直接在450℃空氣氣氛下退火2 h得到TiO2致密膜(TiO2-F)。

      在室溫下,采用三電極體系制備Pt/TiO2納米管電極(Pt/TiO2-NTs)以及Pt/TiO2致密膜電極(Pt/TiO2-F),工作電極為TiO2-NTs或TiO2-F,對電極為鉑片,參比電極為飽和KCl甘汞電極(SCE),電解質(zhì)溶液為0.5 mol·L?1的H2SO4溶液,電化學(xué)窗口為?1.5~?0.3 V(vs SCE),掃描速率為100 mV·s?1,循環(huán)次數(shù)為1 000。

      1.2 表征與性能測試

      首先利用S-4800掃描電子顯微鏡(SEM)得到樣品的微觀形貌信息,加速電壓為5~15 kV。采用型號為D8 Advance的X射線衍射儀(XRD)對樣品進(jìn)行物相分析,Cu Kα輻射源波長為0.154 18 nm,管電壓為 40 kV,管電流為40 mA,掃描速率為 2(°)·min?1,掃描范圍為20°~80°。進(jìn)一步將TiO2納米管從鈦基底上剝離,并分散在微柵上,采用Talos F200X型透射電子顯微鏡(TEM,工作電壓200 kV)獲取高分辨率的材料形貌圖像。材料表面的元素組成及化學(xué)狀態(tài)由Axis Ultra X射線光電子能譜儀(XPS)來確定。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP)被用于對樣品中元素的定量分析。ICP測試前,稱取少量合成的催化劑溶于新配制的王水中,加熱至留有少許溶液后定容至25 mL后進(jìn)行測試。

      電化學(xué)測試采用美國阿美特克PMC2000型電化學(xué)工作站進(jìn)行,采用三電極體系,其中電鍍法制備的復(fù)合電極為工作電極,碳棒為對電極,飽和甘汞電極為參比電極,電解液為氫氣飽和的0.5 mol·L?1H2SO4溶液。首先通過循環(huán)伏安(CV)法對催化劑進(jìn)行活化,掃描速率為100 mV·s?1,掃描電壓范圍為0~1.23 V(vs RHE),隨后通過線性掃描伏安(LSV)法評估其催化性能,掃描區(qū)間為?0.5~0 V(vs RHE),掃描速率為1 mV·s?1。交流阻抗譜(EIS)的測試頻率范圍為100 mHz~100 kHz,電壓振幅為5.0 mV。

      在氫氣飽和的0.5 mol·L?1的H2SO4電解液中,以100 mV·s?1的掃描速率在?0.15~0.4 V(vs RHE)的電壓范圍內(nèi)對樣品進(jìn)行了3 000個CV加速測試,以對樣品進(jìn)行加速耐久性(ADT)測試,并通過極化曲線與ADT測試循環(huán)前的極化曲線進(jìn)行對比評價了催化劑的穩(wěn)定性。同時,在恒定電流(10 mA·cm?2)條件下催化劑的穩(wěn)定性采用計時電位法進(jìn)行測試,電解液為氫氣飽和的 0.5 mol·L?1H2SO4,測試時間為 12 h。由于雙電層電容與電極的有效電化學(xué)活性表面積呈線性關(guān)系,為了計算電化學(xué)活性表面積,我們測試了不同掃描速率(20、40、60、80、100 mV·s?1)下的CV曲線,通過繪制電容電流與掃描速率的關(guān)系曲線得到斜率,即為雙電層電容值。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 結(jié)構(gòu)及形貌表征

      圖1為熱處理前后TiO2-NTs以及TiO2-F晶體結(jié)構(gòu)的XRD圖。XRD結(jié)果表明,熱處理前,TiO2-NTs呈無定形態(tài),衍射峰以Ti為主,其中2θ為38.6°、40.3°和 53.1°的衍射峰分別對應(yīng) Ti的(002)、(101)和(102)晶面。熱處理后,TiO2-NTs與TiO2-F在25.4°和48.1°處出現(xiàn)銳鈦礦TiO2特征峰,表明TiO2通過熱處理由無定形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦礦型。

      圖1 TiO2-NTs熱處理前后以及TiO2-F的XRD圖Fig.1 XRD patterns of TiO2-NTs before and after heat treatment and TiO2-F

      圖2為陽極氧化法得到的TiO2-NTs的SEM圖。從圖中可以看出,鈦片表面形成了納米管結(jié)構(gòu),納米管具有內(nèi)、外表面,排列整齊、緊密,管口的形狀規(guī)則,管徑為80~100 nm,長約為1.72 μm(圖2b)。這樣的結(jié)構(gòu)增加了載體的粗糙度和比表面積,負(fù)載催化劑時可以提供更多的活性位點,有望提高催化效率。同時,管與管之間連接緊密,結(jié)合強度較好。相較于納米管陣列,TiO2-F表面為一層無特定結(jié)構(gòu)的氧化薄膜,如圖3所示。

      圖2 TiO2-NTs的平面SEM圖(a)和截面SEM圖(b)Fig.2 Top SEM image(a)and cross section SEM image(b)of TiO2-NTs

      圖3 TiO2-F的截面SEM圖(a)和平面SEM圖(b)Fig.3 Cross section SEM image(a)and top SEM image(b)of TiO2-F

      圖4為Pt/TiO2-NTs電極的XPS譜圖。由全譜圖(圖4a)可知,樣品中有明顯的Pt、C、Ti、O元素的光電子峰。進(jìn)一步利用XPSPEAK4.1軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合分析。通過圖4b可以觀察到Pt4f7/2和Pt4f5/2位于71.0和74.3 eV處的光電子峰分別對應(yīng)單質(zhì)鉑,72.0和75.3 eV處出現(xiàn)的光電子峰分別對應(yīng)二價鉑。在Pt/TiO2-NTs的O1s譜圖中,530.4 eV處的峰歸屬于TiO2中的Ti—O鍵,530.9 eV處的峰對應(yīng)Pt—O[27],532.5 eV處的峰對應(yīng)表面羥基(H—O)中的氧[28-29](圖4c)。Ti的2p3/2和2p1/2的光電子峰分別位于458.9和464.7 eV,對應(yīng)Ti4+(圖4d)。

      圖4 Pt/TiO2-NTs的XPS譜圖Fig.4 XPS spectra of Pt/TiO2-NTs

      圖5為Pt/TiO2-NTs的SEM圖,從圖中可以觀察到Pt均勻分布在納米管口,粒徑為33.7~57.6 nm,平均粒徑為46.4 nm。圖6為Pt/TiO2-F的SEM圖,Pt的粒徑為99.4~132.0 nm,平均粒徑為113.4 nm。該結(jié)果表明,在納米管表面電鍍法制備的Pt/TiO2-NTs復(fù)合電極的Pt顆粒尺寸更小,分布更均勻。我們認(rèn)為2種載體表面Pt顆粒形貌產(chǎn)生差異的原因是由于相對于致密膜,TiO2納米管陣列具有更大的表面粗糙度,在沉積過程中,粗糙的納米管陣列結(jié)構(gòu)使其具備更多的形核點,從而均勻地形成尺寸較小的Pt納米顆粒。而在光滑平整的致密膜表面上,Pt納米顆粒在形成過程中易發(fā)生團(tuán)聚,從而向更大尺寸生長。同時,通過計算復(fù)合電極Pt的負(fù)載量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))發(fā)現(xiàn),無論是Pt/TiO2-NTs還是Pt/TiO2-F復(fù)合電極,其Pt負(fù)載量都很低,Pt/TiO2-NTs中Pt的負(fù)載量為2.48%,Pt/TiO2-F中Pt的負(fù)載量為3.01%。

      圖5 (a、b)Pt/TiO2-NTs復(fù)合電極的SEM圖及(c)對應(yīng)的Pt粒徑分布圖Fig.5 (a,b)SEM images of Pt/TiO2-NTs composite electrode and(c)corresponding particle size distribution of Pt

      圖6 (a、b)Pt/TiO2-F復(fù)合電極的SEM圖及(c)相應(yīng)的Pt粒徑分布圖Fig.6 (a,b)SEM images of Pt/TiO2-F composite electrode and(c)corresponding particle size distribution of Pt

      為了進(jìn)一步研究Pt納米顆粒在納米管陣列中的分布情況,我們將鈦片上的納米管陣列進(jìn)行了機(jī)械剝離,并對其進(jìn)行了TEM測試。圖7a為納米管的TEM圖,納米管直徑約為80.0 nm,Pt納米顆粒分散于納米管陣列中,其直徑約為45.0 nm,納米管與Pt納米顆粒形成一種包覆顆粒的膠囊型結(jié)構(gòu)。其中,圖7c和7d的高分辨TEM(HRTEM)圖分別對應(yīng)圖7b中的1、2區(qū)域,Pt的主晶面間距d=0.225 nm,對應(yīng)Pt(111)晶面;TiO2的主晶面間距d=0.354 nm,對應(yīng)銳鈦礦相TiO2的(101)晶面。進(jìn)一步通過掃描透射電子顯微鏡(STEM)對Pt/TiO2-NTs內(nèi)部元素的分布情況進(jìn)行了分析(圖8b~8d),可以看出Pt分布于TiO2納米管陣列中,TiO2納米管陣列結(jié)構(gòu)提供了更大的比表面積。

      圖7 (a)Pt/TiO2-NTs和(b)Pt納米顆粒的TEM圖;(c)Pt納米粒子和(d)TiO2的HRTEM圖Fig.7 TEM images of(a)Pt/TiO2-NTs and(b)Pt nanoparticles;HRTEM images of(c)Pt nanoparticles and(d)TiO2

      圖8 (a)Pt/TiO2-NTs的STEM圖;(b~d)Pt/TiO2-NTs中O、Ti和Pt的元素分布圖Fig.8 (a)STEM image of Pt/TiO2-NTs;(b-d)Element distribution mappings of O,Ti,and Pt in Pt/TiO2-NTs

      2.2 性能測試

      為了探究復(fù)合電極的電催化性能,在氫氣飽和0.5 mol·L?1的 H2SO4溶液中對復(fù)合電極進(jìn)行了析氫性能研究。圖9a為Pt/TiO2-F、Pt/TiO2-NTs與商業(yè)Pt/C(Pt質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%)的析氫極化曲線。對電流密度為 10 mA·cm?2時的過電位進(jìn)行對比(圖9b),發(fā)現(xiàn) Pt/TiO2-NTs的過電位最低,商業(yè)Pt/C次之,Pt/TiO2-F的最高。由于較低的過電位說明電極具有較好的催化性能,在上述3種電極中Pt/TiO2-NTs具有最佳的催化性能。同時,根據(jù)極化曲線利用塔菲爾曲線擬合計算得到塔菲爾斜率(圖9c)。Pt/TiO2-F的塔菲爾斜率最大,為54.0 mV·dec?1,Pt/TiO2-NTs與商業(yè)Pt/C的塔菲爾斜率接近,分別為42.7、44.2 mV·dec?1。塔菲爾斜率越小,到達(dá)較大電流密度所需的過電位越小,其催化性能越好,因此塔菲爾斜率的結(jié)果同樣證明了Pt/TiO2-NTs的催化性能較好。為了定量地分析各種催化劑在電催化析氫過程中的催化活性,將數(shù)據(jù)進(jìn)行了歸一化處理,計算了不同電位下催化劑的單位質(zhì)量活性(圖9d)。在相同過電位下,Pt/TiO2-NTs的質(zhì)量電流密度均高于其他2種電極。在過電位為?0.05 V(vs RHE)時,Pt/TiO2-NTs的質(zhì)量電流密度為 0.37 A·mg?1,高于 Pt/C(0.157 A·mg?1)以及Pt/TiO2-F(0.11 A·mg?1);在過電位為?0.10 V(vs RHE)時,Pt/TiO2-NTs的質(zhì)量電流密度為 1.97 A·mg?1,高于Pt/C的1.21 A·mg?1,是Pt/TiO2-F的2.98倍;在過電位為?0.15 V(vs RHE)時,Pt/TiO2-NTs的質(zhì)量電流密度為 4.20 A·mg?1,是 Pt/C 的1.48倍,Pt/TiO2-F的2.57倍。這些研究結(jié)果表明,相對于Pt/TiO2-F和商業(yè)Pt/C,Pt/TiO2-NTs電極上的Pt利用率最高,結(jié)合Pt/TiO2-NTs中Pt的負(fù)載量僅為2.48%,我們認(rèn)為本工作中的復(fù)合電極降低了催化劑的成本,更有望在工業(yè)生產(chǎn)中得到大規(guī)模應(yīng)用。

      圖9 Pt/TiO2-NTs、Pt/TiO2-F及Pt/C的(a)析氫極化曲線、(b)過電位、(c)塔菲爾曲線和(d)在不同電位下質(zhì)量電流密度圖Fig.9 (a)Hydrogen evolution polarization curves,(b)overpotentials,(c)Tafel curves,and(d)mass current density graphs at different potentials of Pt/TiO2-NTs,Pt/TiO2-F,and Pt/C

      通過EIS測試對催化劑在析氫過程中的電荷轉(zhuǎn)移性能進(jìn)行了研究,如圖10所示。其中,Rs為溶液電阻,C為雙電層電容,R為電荷轉(zhuǎn)移電阻。由圖可知,TiO2-NTs的阻抗為11 kΩ,TiO2-F的阻抗為50 kΩ,TiO2-F阻抗值遠(yuǎn)大于TiO2-NTs,表明TiO2-NTs的一維陣列結(jié)構(gòu)加快了電荷轉(zhuǎn)移。同時,在負(fù)載Pt后,相較于Pt/TiO2-F,Pt/TiO2-NTs顯示出較小的阻抗值,表明其在催化劑和電解質(zhì)之間電荷轉(zhuǎn)移速率更快,電催化析氫的效率得到提高。

      圖10 TiO2-NTs、TiO2-F、Pt/TiO2-NTs和Pt/TiO2-F催化劑的EIS譜圖及等效電路圖(插圖)Fig.10 EIS spectra of TiO2-NTs,TiO2-F,Pt/TiO2-NTs,and Pt/TiO2-F catalysts and equivalent circuit diagram(Inset)

      此外,通過CV法測試了不同掃描速率下的雙電層電容,進(jìn)一步計算得到了不同樣品的電化學(xué)活性面積,如圖11所示。Pt/TiO2-NTs、Pt/TiO2-F的雙電層電容分別為2.48和0.05 mF·cm?2,進(jìn)一步證明了Pt/TiO2-NTs具有更大的電化學(xué)活性面積,具備更多的催化析氫活性位點。

      圖11 (a)Pt/TiO2-NTs和(b)Pt/TiO2-F的CV曲線;(c)Pt/TiO2-NTs和(d)Pt/TiO2-F的電流密度和掃描速率的關(guān)系圖Fig.11 CV curves of(a)Pt/TiO2-NTs and(b)Pt/TiO2-F;Relationship between current density and scan rate for(c)Pt/TiO2-NTs and(d)Pt/TiO2-F

      穩(wěn)定性是催化劑性能評定的重要指標(biāo)之一。我們采用ADT實驗檢測了催化劑的穩(wěn)定性,并通過對比反應(yīng)前后的極化曲線、催化劑的質(zhì)量活性損失以及催化劑的微觀形貌變化評價了催化劑的穩(wěn)定性。圖12a~12c分別為Pt/TiO2-NTs、商業(yè)Pt/C以及Pt/TiO2-F在3 000個長循環(huán)前后的極化曲線。通過對比發(fā)現(xiàn),Pt/TiO2-NTs的極化曲線與其初始的極化曲線相近,電流密度的衰減相對于其他2種催化劑小,商業(yè)Pt/C的衰減介于Pt/TiO2-NTs與Pt/TiO2-F之間,而Pt/TiO2-F電流密度有非常大的衰減。進(jìn)一步的計算結(jié)果表明,在?0.01 V(vs RHE)的過電位下,Pt/TiO2-NTs、商業(yè)Pt/C、Pt/TiO2-F的電流密度分別損失了9.97%、18.10%、40.03%(圖12d),電流密度損失表明Pt/TiO2-NTs在3種電極中具有最優(yōu)異的穩(wěn)定性。結(jié)合上述形貌表征我們認(rèn)為Pt/TiO2-NTs性能的提高是由于Pt納米顆粒進(jìn)入TiO2納米管陣列中形成了膠囊結(jié)構(gòu),這種特殊的結(jié)構(gòu)相較于平坦致密膜催化劑的穩(wěn)定性大大提高,同時,Pt—O鍵的強相互作用也是其具有高穩(wěn)定性的原因。

      圖12 (a)Pt/TiO2-NTs、(b)Pt/C、(c)Pt/TiO2-F循環(huán)測試前后的極化曲線;(d)ADT測試后,Pt/TiO2-NTs、Pt/TiO2-F及Pt/C催化劑的質(zhì)量活性損失對比圖Fig.12 Polarization curves of(a)Pt/TiO2-NTs,(b)Pt/C,and(c)Pt/TiO2-F before and after cycle stability test;(d)Mass activity loss comparison chart of Pt/TiO2-NTs,Pt/TiO2-F,and Pt/C catalysts after ADT test

      圖13為ADT測試后Pt/TiO2-NTs的SEM圖,通過與圖5中Pt/TiO2-NTs的表面形貌對比可知,ADT測試前后的Pt/TiO2-NTs表面并沒有發(fā)生顯著變化,Pt沒有脫落,依然較為均勻地分布于TiO2納米管陣列上。圖14為Pt/TiO2-F進(jìn)行ADT實驗后的SEM圖,通過與圖6對比發(fā)現(xiàn),致密膜上Pt部分脫落。而且在處理Pt/TiO2-F的過程中(如沖洗殘余電解質(zhì)的過程中)沉積在致密膜上的Pt也非常容易脫落,這些現(xiàn)象均說明了致密膜對Pt顆粒的固載作用較弱。

      圖13 Pt/TiO2-NTs在ADT測試后的SEM圖Fig.13 SEM images of Pt/TiO2-NTs after ADT test

      圖14 Pt/TiO2-F在ADT測試后的SEM圖Fig.14 SEM images of Pt/TiO2-F after ADT test

      進(jìn)一步采用計時電位法對Pt/TiO2-NTs、Pt/TiO2-F及商業(yè)Pt/C進(jìn)行了析氫反應(yīng)長期穩(wěn)定性測試。圖15為在恒定電流密度10 mA·cm?2下的過電位隨時間變化的曲線圖。其中,Pt/TiO2-NTs顯示了最好的穩(wěn)定性,12 h后過電位沒有變化,而商業(yè)Pt/C、Pt/TiO2-F的過電位隨著時間都有不同程度的衰減。這進(jìn)一步表明了Pt/TiO2-NTs具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

      圖15 Pt/TiO2-NTs、Pt/TiO2-F及商業(yè)Pt/C在電流密度為10 mA·cm?2時的計時電位曲線Fig.15 Chronopotential curves of Pt/TiO2-NTs,Pt/TiO2-F,and commercial Pt/C at current density of 10 mA·cm?2

      3 結(jié) 論

      以陽極氧化制備的二氧化鈦納米管陣列作為載體,通過簡單的電鍍法在TiO2納米管陣列上形成具有膠囊結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極Pt/TiO2-NTs。相比于商業(yè)Pt/C電極和鈦表面致密膜作為載體制備的對比電極,Pt/TiO2-NTs的電催化活性最高,其質(zhì)量電流密度分別是Pt/C電極的1.48倍和對比電極的2.57倍。電催化活性提高的主要原因是粗糙度高且比表面積大的納米管陣列對Pt起到分散作用。此外,Pt與TiO2納米管形成的膠囊結(jié)構(gòu),對Pt具有很強的固載作用,使催化劑具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。由于采用電鍍法制備Pt催化劑的過程中,對鉑電極沒有特殊的要求,因此,該方法為鉑資源的重復(fù)利用提供了一個行之有效的方法。

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      電流密度對鍍錳層結(jié)構(gòu)及性能的影響
      電流密度對Fe-Cr合金鍍層耐蝕性的影響
      二氧化鈦納米管的制備及其應(yīng)用進(jìn)展
      TiO2納米管負(fù)載Pd-Ag催化1,2-二氯乙烷的選擇性加氫脫氯
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