通过负载在掺镧α-MoC上的Pt,制备出平衡的CO/OH中间体,以实现高效且对CO具有抗性的电催化甲醇氧化反应

《Journal of the American Chemical Society》:Balanced CO/OH Intermediates for Efficient and CO-Resilient Electrocatalytic Methanol Oxidation via Pt Supported on La-Doped α-MoC

【字体: 时间:2025年10月24日 来源:Journal of the American Chemical Society 15.6

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  微环境调控Pt/La-MoC催化剂提升甲醇氧化反应性能,其通过La掺杂增强α-MoC产OH能力,精准调控表面CO和OH中间体比例,实现8.58 A mg-1活性(商业Pt/C的3.6倍),120小时92%稳定性,0.2 V onset potential。

  
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基于铂(Pt)的催化剂在电催化甲醇氧化反应(MOR)中起着关键作用,这一反应对可再生能源应用至关重要。然而,其性能常常受到一氧化碳(CO)中毒以及活性位点利用效率低下的限制。通过微环境调控来平衡CO和羟基(OH)中间体的反应动力学,已成为缓解这些问题的有效策略。我们开发了一种负载在镧掺杂钼碳化物(La-MoC)上的Pt催化剂,该催化剂利用α-MoC优异的加水分解能力提供丰富的OH物种,同时通过镧掺杂和Pt负载量精确控制表面覆盖率。这种双重微环境调节作用使得Pt上的CO与MoC上的OH之间的比例达到最佳状态,从而加速CO的氧化并提高反应速率。所得到的Pt/La-MoC催化剂表现出显著的质量活性,为8.58 A mgPt–1(比商用Pt/C高出3.6倍),具有优异的稳定性(在0.1 M KOH溶液中120小时后活性保留率为92%,在1 M KOH溶液中30小时后活性保留率为80%),以及较低的一氧化碳氧化起始电位(约0.2 V vs RHE)。原位光谱和电化学研究表明,CO与OH中间体的同步循环促进了CO的快速去除和活性位点的再生。这项工作提出了一种以中间体平衡为中心的合理设计理念,为电催化中表面反应的动力学提供了新的见解。

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