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·944· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

表 3 4 种催化剂的质量电流密度和存活率
Table 3 Mass current density and survival ratio of four
catalysts
样品

Pd 1Ni 1/AC 5 P d Pd/C
Pd 1Ni 1/AC 3 1Ni 1/AC 7
质量电流密 23.1 107.9 43.74 13.57
度/(A/g Pd)
存活率/% 4.12 9.94 4.74 2.21

由图 6 可见，4 种催化剂的质量电流密度在初
始阶段迅速衰减，这可能是由于乙醇氧化反应过程
有毒害作用的中间物种如 CO ads 的积累所致 [25] 。由
表 3 可以看出，3 种 Pd-Ni 催化剂的稳定性和存活率
都优于商业 Pd/C 催化剂，Pd 1 Ni 1 /AC 5 表现出最佳的
稳定性且存活率最高，随着 KMnO 4 浓度的增大催化
剂的稳定性和存活率先增大后减小。

3 结论

用沉淀共还原方法，以不同浓度的 KMnO 4 处理

图 5 Pd 1 Ni 1 /AC 5 催化剂在不同扫速下的 EOR 的 CV 曲 的炭黑为载体成功制备了 Pd 1 Ni 1 /AC x （x=3、5、7）
线图（a）；正向扫描的峰值电流与扫描速率平方根 催化剂。3 种催化剂中的 Ni 均以无定形存在，其中，
1/2
（v ）数值的关系图（b）
Pd 1 Ni 1 /AC 5 催化剂的 Pd 负载量最高（3.66%），Pd
Fig. 5 Cyclic voltammograms of EOR on Pd 1 Ni 1 /AC 5
catalyst at different scanning rates(a); relationship 晶粒的平均粒径尺寸最小（4.71 nm）且均匀分布
between forward peak current and square root of 在碳载体上，活性位点较多，表现出最大的 ECSA
1/2
scanningrate (v ) (b)
2
值（ 62.21 m /g Pd ） 和 最佳的 乙 醇氧化 活 性
从图 5 中可直观地比较出不同扫描速率下的乙
（1797.85 A/g Pd ）、存活率（9.94%）。用不同浓度的
醇氧化峰的峰值大小。从图 5a 中可以看出，与峰值
KMnO 4 氧化处理的炭黑为载体所制备的 3 种催化剂
对应的电位随着扫描速率的增大而正向移动，峰值
的稳定性和存活率均优于商业 Pd/C 催化剂，阳极催
质量电流密度也随扫描速率的增加而增大；图 5b 化剂 Pd 1 Ni 1 /AC 5 中 Pd 的负载量比商业钯碳低，催
2
中，相关系数 R =0.995，表明 Pd 1 Ni 1 /AC 5 催化剂修 化剂的制作成本降低，有望进行商业化的生产并广
饰电极上的 EOR 遵循扩散控制过程，高斜率值说明
电子转移能力和电氧化动力学性能的增强 [23-24] 。 泛应用于燃料电池中。
参考文献：
图 6 是 Pd 1 Ni 1 /AC 3 、Pd 1 Ni 1 /AC 5 、Pd 1 Ni 1 /AC 7
和 Pd/C 4 种催化剂在 1.0 mol/L KOH+1.0 mol/L 乙醇 [1] Zhang N, Feng Y, Zhu X, et al. Superior bifunctional liquid fuel
混合溶液中测得的计时电流曲线，扫描速率为 oxidation and oxygen reduction electrocatalysis enabled by ptnipd
50 mV/s，持续时间 3600 s，4 种催化剂在 3600 s 时 core–shell nanowires[J]. Adv Mater, 2017, 29(7): 1603774.
[2] Zhang K, Xu H, Yan B, et al. Superior ethylene glycol oxidation
的质量电流密度和存活率数据列于表 3。
electrocatalysis enabled by hollow PdNi nanospheres[J]. Electrochim
Acta, 2018, 268: 383-391.
[3] Wang F, Tang S, Yu Y, et al. Preparation of palladium nanoparticle
catalyst in ionic liquid and its catalytic properties for Heck-Mizoroki
reaction[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2014, 35(12): 1921-1926.
[4] Zhao Shihuai (赵世怀), Zhang Cuicui (张翠翠), Yang Zibo (杨紫
博 ), et al. Research Progress of Alkaline Fuel Cell Anode
Catalysts[J]. Fine Chemicals (精细化工), 2017, 35 (8): 1261-1266.
[5] Wang X, Tang Y, Gao Y, et al. Carbon-supported Pd–Ir catalyst as
anodic catalyst in direct formic acid fuel cell[J]. J Power Sources,
2008, 175(2): 784-788.
[6] Simões M, Baranton S, Coutanceau C. Electro-oxidation of glycerol
at Pd based nano-catalysts for an application in alkaline fuel cells for
chemicals and energy cogeneration[J]. Appl Catal B: Environmental,
图 6 4 种催化剂的计时电流曲线 2010, 93(3/4): 354-362.
Fig. 6 Chronoamperograms of Pd 1 Ni 1 /AC 3 , Pd 1 Ni 1 /AC 5 ,
Pd 1 Ni 1 /AC 7 and Pd/C catalysts （下转第 970 页）