链状Pt-Ni纳米颗粒的制备、表征及高效电催化性能

开发高效、稳定的电催化剂是燃料电池走向实用的关键. 为了解决催化剂因尺寸效应引起的催化活性和稳定性之间的矛盾, 采用简便的一步溶剂热法设计合成了具有一维链状结构的Pt-Ni合金纳米颗粒催化剂. 链状Pt-Ni纳米颗粒由平均尺寸约为10 nm的纳米颗粒和直径约为3 nm, 长度为几百纳米的纳米线组装而成, 该结构具有零维纳米颗粒高的比表面积和一维纳米线高的结构稳定性优势, 可显著提高甲醇氧化反应的催化活性和稳定性, 其质量活性和比活性分别是商业Pt/C纳米催化剂的5.7倍和7.6倍. 经1000圈循环伏安测试后, 该纳米材料仍保留91.2%的比活性, 远高于商业Pt/C的4.4%. 制备的一维链状结构很好地解决了纳米颗粒催化剂在反应中的团聚问题, 为获得同时具有较高催化活性和稳定性的Pt基纳米催化剂提供了新的途径, 有望实现大范围工业化应用.