核壳Ni-Pt纳米微粒：提升氧还原电催化性能与抗甲醇特性的研究

本文主要探讨了核壳型Ni-Pt纳米微粒在氧还原电催化性能中的应用。通过化学还原的两步法成功制备出具有不同壳层厚度的Ni-Pt核壳结构纳米粒子，使用了XRD（X射线衍射）、XPS（X射线光电子光谱）、TEM（透射电子显微镜）和SEM（扫描电子显微镜）等先进表征技术来深入研究这些微粒的表面元素组成和物理结构。结果显示，合成的Ni-Pt微粒呈现球形核壳形态，其平均外直径约为30纳米，Ni核直径约为17纳米，而Pt壳层厚度大约为8纳米。 研究发现，核壳结构的Ni-Pt/C催化剂相较于纯Pt/C催化剂表现出更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性能。值得注意的是，随着Pt壳层厚度的变化，这种活性和抗甲醇性表现出显著的规律性变化，形成类似火山形的特征。这表明核壳结构的调控对催化剂性能有着重要影响。 这一现象的机理被解释为“d电子调变效应”，即核壳结构中Pt壳层的存在改变了Ni的d电子状态，从而优化了其电催化性能。这种特殊的电子结构使得Ni-Pt核壳催化剂在处理氧还原反应时更加高效，尤其在抑制甲醇在阴极的影响方面表现优异，这对于提升直接甲醇燃料电池（DMFC）的效率具有实际应用价值。 核壳型Ni-Pt纳米微粒在电催化领域展现出了巨大的潜力，尤其是在改善DMFC的工作效率方面。未来的研究可能进一步探索如何优化核壳结构参数，以达到最佳的电催化性能，推动清洁能源技术的发展。