低温高效光催化甘油三酯化合成三乙酸甘油酯：提升柴油-生物柴油-三乙酸甘油酯混合燃料低温性能的可持续策略

本文推荐：该研究通过一步水热-H2/Ar还原法制备PtNi/NCNT（氮掺杂碳纳米管）电催化剂，创新性解析了Ni掺杂通过调控Pt的d带中心（d-band center），使甲醇氧化反应（MOR）中COads毒化路径与甲酸路径竞争，显著提升催化剂抗中毒能力与稳定性。原位红外与DFT计算揭示了Pt-Ni协同机制，为直接甲醇燃料电池（DMFCs）阳极催化剂设计提供新思路。

　　

Highlight

本研究采用一步水热-H₂/Ar还原法，以三聚氰胺为氮源制备了PtNi/NCNT复合电催化剂。通过XRD、XPS等表征发现，Ni的引入使Pt晶格收缩，d带中心下移，有效削弱CO_ads在Pt活性位点的吸附能。有趣的是，DFT计算表明Ni像一位“电子调酒师”，将电子注入Pt的轨道，使甲醇脱氢位点从传统Pt位点转移到Pt-Ni界面，形成CO路径与甲酸（HCOOH）路径的“双车道竞争”，从而避免CO毒化。

Results and discussion

XRD图谱（图2A）显示，当Pt:Ni=1:1时，(111)晶面衍射峰明显正移，证实Pt-Ni合金化成功。TEM像圣诞彩球般的PtNi纳米颗粒均匀分散在NCNT表面（图3B）。电化学测试中，Pt₃Ni₁/NCNT-600的甲醇氧化电流密度达纯Pt催化剂的3.2倍——这归功于Ni像“助燃剂”一样，在低电位下生成Ni-OH_ads，快速清除Pt表面的CO“毒素”。原位红外捕捉到关键中间体：在2080 cm^-1处摇摆的CO_ads谱带和1710 cm^-1处扭动的甲酸盐信号，直观证实双路径机制。

Conclusions

Pt₃Ni₁/NCNT-600凭借最高合金化程度，展现出“三高”特性：高Pt(0)含量（XPS显示达68.5%）、高电子传导率（电荷转移阻抗降低72%）、高抗毒化能力（加速耐久测试后活性保留91%）。这项工作像拼好一块关键拼图，为DMFCs催化剂设计提供了“合金化程度-反应路径-性能”的完整构效关系模型。