Mo掺杂Ru-Fe-Se催化剂的氧还原电催化性能.pdf

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1、·74·化学世界2016正Mo掺杂Ru-Fe-Se催化剂的氧还原电催化性能马松艳。赵东江(绥化学院食晶与制药工程学院,黑龙江绥化152061)摘要:采用低温回流技术,以Ru3(CO)12、Fe。(CO)12、Mo(CO)6和Se粉为原料,在1,6一己二醇中合成了Mo掺杂Ru—Fe—se催化剂。利用扫描电镜(SEM)和旋转圆盘电极(RDE)表征了催化剂的微观形貌和电催化性能。催化荆粉末聚集成均匀的球形颗粒。在0.5mol/LHSO溶液中,掺杂Mo的Ru—Fe—Se催化剂对氧还原反应(ORR)的催化活性

2、明显高于Ru-Fe—Se,开路电位达到0.9OV(VS.NHE),氧分子按照四电子机理还原生成水。关键词:氧还原;Ru基硫族化合物;催化活性;聚合物电解质膜燃料电池中图分类号:TM911.4文献标志码:A文章编号:0367—6358(2016)02—0074—04ElectrocataIyticPerformanceofMo—dopedRu—Fe—SeCatalystTowards0xygenReductionMASong—yan。ZHAODong—jiang(SchoolofFoodandPhar

3、maceuticalEngineering,SuihuaUniversity。HeilongJiangSuihua152061,ina)Abstract:Mo—dopedRu—Fe—SecatalystwassynthesizedbyreactingRu3(Co)12,Fe3(CO)12,Mo(CO)6andSeelementin1,6-hexanediolsolventunderrefluxingcondition.Themorphologyandelectrocatalyticper—forma

4、nceoftheas—preparedcatalystwerecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)androta-tingdiskelectrode(RDE)technique.Thecatalystpresentedahighuniformityofagglomeratedparticles.TheMo~dopedRu—Fe—Secatalystshowedhighere1ectrocatalyticactivitytowardsoxygen

5、reductionreactionin0.5mol/IH2SO4saturatedwithoxygenthanthatobtainedwithRu—Fe—Se,andhadtheopencircuitpo—tentialof0.90V(VS.NHE).Theoxygenmoleculereductionmightproceedviaanoverallfour—electrontransferreactiontoformwater.Keywords:oxygenreduction;Ru—basedch

6、alcogenides;catalyticactivity;polymerelectrolytemembranefue1cell、过渡金属硫族化合物在酸性介质中具有良好的在Ru基硫族化合物中,Ru—Se簇合物对ORR稳定性、催化活性和选择性,对甲醇、乙醇、甲酸等有表现出明显的催化活性,Ru原子起到催化活性中心机小分子的电化学氧化表现出明显的惰性,已经成的作用_5],但在酸性介质中金属Ru容易被氧化,为聚合物电解质膜燃料电池(PEMFc)阴极氧还原与Se元素的配位能够促进Ru原子电子转移,有效反应(O

7、RR)非Pt催化剂的研究热点,有望成为金防止氧化l_7]。然而,与商品Pt催化剂相比,Ru—Se属Pt催化剂的替代材料口]。簇合物催化活性较低。为了改善Ru—Se簇合物的收稿日期:2015-O12基金项目:黑龙江省自然科学基金资助项目(B201423);黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12541938);绥化市科技计划项目(KJZD20130086)J作者简介:马松艳(1964一),女,辽宁开原人,教授,主要从事燃料电池研究。E—mail:msyhhh@126.corn。化学世界催化剂的74.3,说

8、明Mo掺杂提高了催化剂对O2+2H+2g一H2O2(3)ORR的催化活性。在0.5mol/LH。SO溶液中,H202+2H叶。+2P一一2H2o(4)Mo掺杂Ru—Fe—Se催化剂的开路电位达到0.90V或(vs.NHE),与Ru—Fe—Se催化剂相当。’2H2o2—2H2O+02(5)根据图4的实验结果,相对于二电子和四电子机理的厂一60叫理论直线分析,在Mo掺杂Ru—Fe-Se催化剂上o分子主要通过4电子转移过程直接还原生成水,即反应按照式(2)进行。毫O图2不同

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