氧化铈空心球可控合成及其对Pt基催化剂电催化性能的影响

摘要： 采用水热合成法, 以碳球为模板, 改变焙烧升温速率, 控制影响铈物种的扩散、渗透及碳球结构的收缩率, 制备了单、双壳层CeO2空心球。通过微波辅助乙二醇还原氯铂酸法制备了Pt-CeO2/RGO催化剂, 研究了CeO2空心球的添加对Pt基催化剂电催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、比表面积及孔径分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDAX)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对CeO2及催化剂的微观结构进行了表征, 利用电化学工作站对催化剂进行电化学性能测试。结果表明: 单、双壳层CeO2空心球的比表面积为124.44 m2/g、140.95 m2/g, 孔容为0.014427 cm3/(g·nm)、0.018605 cm3/(g·nm), 孔径分布在2~4 nm范围内。催化剂中的CeO2保持原有的球状形貌, Pt纳米粒子主要分布在CeO2附近; 当RGO∶CeO2=1∶2时, 添加了双壳层CeO2空心球的Pt-CeO2/RGO催化剂的电催化性能最优, 电化学活性表面积为94.27 m2/g, 对乙醇氧化的峰电流密度值为613.54 A/g, 1000 s的稳态电流密度值为135.45 A/g。