AuPd合金锚定氮氧共掺杂多孔碳片提升可再生醇电催化氧化性能

本工作报道了一种绿色简便的自还原法，成功合成了表面洁净的AuPd合金纳米颗粒均匀锚定于氮氧共掺杂多孔碳片（AuPd/NOPCS）上的高效电催化剂。该催化剂在乙醇氧化反应（EOR）中表现出卓越的质量活性（12.68 A mgPd?1），远超商业Pd/C，其优异性能源于NOPCS载体的高孔隙率、低还原电位以及AuPd合金优化的电子相互作用和中间体吸附能，为直接乙醇燃料电池（DEFCs）的商业化提供了新策略。

　　

章节亮点

化学品

柠檬酸钾（C₆H₅KO₇, AR, ≥98%, 阿拉丁生化有限公司），尿素（AR, ≥99.0%, 国药集团化学试剂有限公司），氯化钯（PdCl₂, AR, ≥59%, 国药集团化学试剂有限公司），四氯金酸（HAuCl₄·4H₂O, AR, Au >47.8%, 国药集团化学试剂有限公司），氯化钠（NaCl, AR, ≥99.5%, 化学试剂有限公司），氢氧化钾（KOH, AR, ≥85.0%, 国药集团化学试剂有限公司）和商业Pd/C（10 wt%, 麦克林生化有限公司）。所有化学品均按原样使用，无需进一步纯化。

催化剂的合成与表征

如图1所示，AuPd/NOPCS通过一种简便、绿色的自还原方法合成，该方法无需任何额外的表面活性剂和还原剂，仅通过金属前驱体与NOPCS之间的反应完成。首先，将充分混合的柠檬酸钾和尿素在800℃下直接热解2小时，得到NOPCS。然后，将HAuCl₄和Na₂PdCl₄的混合水溶液加入到上述NOPCS悬浮液中，在25℃下磁力搅拌3小时，通过自还原过程最终获得AuPd/NOPCS产物。

结论

总之，我们通过一种简便、绿色的自还原方法，成功合成了AuPd/NOPCS催化剂，且无需任何额外的表面活性剂和还原剂。一方面，NOPCS的高孔隙率和大比表面积有利于质量传输和电荷转移行为。另一方面，源自NOPCS功能基团的低还原电位，使得金属前驱体能够通过原位还原形成锚定在NOPCS上的AuPd纳米颗粒。因此，得益于NOPCS的优异特性和AuPd合金结构的协同效应，所制备的AuPd/NOPCS催化剂在乙醇氧化反应（EOR）中表现出卓越的电催化性能。