モデル法による担持白金系超微粒子の界面構造と電極触媒特性の解明

使用模型方法阐明负载型铂基超细颗粒的界面结构和电催化性能

基本信息

批准号：
11118231
负责人：
高須芳雄
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.塩触媒を用いる均一なサイズの白金超微粒子の調製及びモデル触媒電極化任意の平均粒子サイズを有する白金モデル触媒電極を容易に作製する手法を確立するために、塩を触媒に用いるという新しい触媒概念に基づいて、直径が1-30nmの白金コロイドの調製に成功した。ただし、白金超微粒子の凝集抑制に用いたPVPの完全除去には、水素流通下400℃での熱分解除去操作が必要であった。2.Pt/GCモデル電極によるメタノール酸化の粒子サイズ効果の把握種々の平均粒子サイズを有するPt/GCモデル触媒を作製し、過塩素酸水溶液中でのメタノールの酸化の比活性は、定電位分極下での定常電流密度は白金粒子サイズが小さいほど低く、吸着COの酸化は、白金粒子サイズが小さいほど過電圧が大きいことを見出した。3.Pt/CB及びPt-Ru/CB電極のメタノール酸化特性:モデル法との比較塩素を含まず比較的低温で熱分解するPt(NO_3)_2(NH_3)_2錯体とカーボンブラック粉末(CBと略記)からPt/CB粉末を調製し、これを電極化した。メタノール酸化の比活性は、白金粒子サイズが小さいほど定常電流密度が低い値を示し、吸着COの酸化挙動もモデル触媒の場合と同様の傾向を示した。つづいてPt(NO_3)_2(NH_3)_2錯体と種々のルテニウム錯体からPt-Ru/CB触媒粉末を調製した。固溶化にはRu(NO_3)_3が有利であるが、微量のCOを含む水素、メタノール及び吸着COの各酸化には、Ru_3(CO)_<12>を用いたPt-Ru/CB電極が高い活性を示すことを見出した。また、最高活性を示した組成のPt_<50>-Ru_<50>/CB触媒のメタノールの酸化活性は、粒子サイズが大きいほど比活性が高いことが判明し、COの酸化もそれを支持する結果を得た。

1. 使用盐催化剂制备尺寸均匀的超细铂颗粒和模型催化剂的电极化为了建立一种轻松制造具有任意平均颗粒尺寸的铂模型催化剂电极的方法，我们开发了一种使用盐作为催化剂的新方法。基于催化概念，成功制备了直径为1-30 nm的铂胶体。然而，为了完全去除用于抑制超细铂颗粒团聚的PVP，需要在氢气流下在400℃下进行热分解去除。 2.使用Pt/GC模型电极了解甲醇氧化的粒径效应我们制备了具有不同平均粒径的Pt/GC模型催化剂，并使用恒电位极化测定了高氯酸水溶液中甲醇氧化的比活性。发现铂粒径越小，底部稳态电流密度越低，铂粒径越小，吸附CO氧化的过电势越大。 3. Pt/CB和Pt-Ru/CB电极的甲醇氧化性能：与模型方法比较Pt(NO_3)_2(NH_3)_2络合物和炭黑粉末（CB和Pt/CB粉末由（略）制备而成）进入电极。对于甲醇氧化比活性，铂粒径越小，稳定电流密度越低，吸附CO的氧化行为也表现出与模型催化剂相似的趋势。接下来，以Pt(NO_3)_2(NH_3)_2络合物和各种钌络合物为原料制备了Pt-Ru/CB催化剂粉末。 Ru(NO_3)_3有利于固溶体形成，但使用Ru_3(CO)_<12>的Pt-Ru/CB电极适合氧化氢气、甲醇和含有微量CO的吸附CO。它表现出高活性。此外，发现具有最高活性的组成的Pt_<50>-Ru_<50>/CB催化剂的甲醇氧化活性随着粒径的增大而具有更高的比活性，并且CO的氧化也支持这个结果。