Для цитирования:
Михайлова А. А., Тусеева Е. К., Жилов В. И., Хазова О. А., Скундин А. М. Окисление муравьиной кислоты на наноструктурных катализаторах на основе композитов платины, палладия, нанотрубок и полиэлектролитов // Электрохимическая энергетика. 2017. Т. 17, вып. 1. С. 29-36. DOI: 10.18500/1608-4039-2017-17-1-29-36, EDN: ZCTEIV
Окисление муравьиной кислоты на наноструктурных катализаторах на основе композитов платины, палладия, нанотрубок и полиэлектролитов
DOI: https://doi.org/10.18500/1608-4039-2017-17-1-29-36
Исследована кинетика анодного окисления муравьиной кислоты на электродах, содержащих композиты платины и палладия с полиэлектролитами, различающимися природой функциональных групп. Такие композиты, полученные методом ионного обмена, были нанесены на подслой из одностенных углеродных нанотрубок. Изучены следующие полиэлектролиты: хлорид полидиаллилдиметиламмония (PDDA), полиэтиленимин (PEI), полистиросульфоновая кислота (PSS) и полиакриловая кислота (PAA). Установлено, что введение полиэлектролитов не приводит к принципиальному изменению механизма анодного процесса, но влияет на соотношение скоростей отдельных параллельных стадий. Наибольшие скорости окисления муравьиной кислоты отмечены на композитах платины с PDDA и палладия с PSS.
1. Багоцкий В. С., Васильев Ю. Б. Каталитические и электрохимические процессы при окислении муравьиной кислоты на электродах-катализаторах // Топливные элементы. М.: Наука, 1968. С. 280–304.
2. Capon A., Parsons R. The Oxidation of Formic Acid at Noble Metal Electrodes // J. Electroanalyt. Chem. 1973. Vol. 44. P. 1–7.
3. Beden B., Leger J. M., Lamy C. Electrocatalytic Oxidation of Oxygenated Aliphatic Organic Compounds at Noble Metal Electrodes // Modern Aspects of Electrochemistry / eds. J. O.’M. Bockris, B. E. Conway, R. E.White. N.Y.: Plenum Press, 1992. Vol. 22. P. 97–264.
4. Zhou Y., Du C., Han G., Gao Y., Yin G. Ultra Low Pt Decorated PdFe Alloy Nanoparticles for Formic Acid Electro-oxidation // Electrochim. Acta 2016. Vol. 217. P. 203–209.
5. Godinez-Salomon F., Arce-Estrada E., Hallen-Lopez M. Electrochemical Study of the Pt Nanopaticles Size Effect in the Formic Acid Oxidation // Intern. J. Electrochem. Sci. 2012. Vol. 7. P. 2566–2576.
6. El-Nagar G. A., Mohammad A. M., El-Deab M., El-Anadouli B. E. Electro-oxidation of Formic Acid at Binary Platinum and Gold Nanoparticles-Modified Electrodes: Effect of Chloride Ions // Intern. J. Electrochem. Sci. 2014. Vol. 9. P. 4523–4534.
7. Xu J. B., Zhao T. S., Liang Z. X. Carbon Supported Platinum-Gold Alloy Catalysts for Direct Formic Acid Fuel Cells // J. Power Sources. 2008. Vol. 185. P. 857–861.
8. Al-Akraa I. M., Mohammad A. M., El-Deab M. S., El-Anadouli B. E. Advances in Direct Formic Acid Fuel Cells: Fabrication of Efficient Ir / Pd Nanocatalysts for Formic Acid Electro-Oxidation // Intern. J. Electrochem. Sci. 2015. Vol. 10. P. 3282–3290.
9. Qiu X., Zhang H., Dai Y., Zhang F., Wu P., Wu P., Tang Y. Sacrificial Template – Based Synthesis of Unified Hollow Porous Palladium Nanospheres for Formic Acid Electro-oxidation // Catalysts. 2015. Vol. 5. P. 992–1002.
10. Jiang K., Zhang H-X., Zou S., Cai W.-B. Electrocatalysis of Formic Acid on Palladium and Platinum Surfaces: from Fundamental Mechanisms to Fuel Cell Applications // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. Vol. 16. P. 20360–20376.
11. Wang Y., Wu B., Gao Y., Tang Y., Lu T., Xing W., Liu C. Kinetic Study of Formic Acid Oxidation on Carbon Supported Pd Electrocatalyst // J. Power Sources. 2009. Vol. 192. P. 372–375.
12. Wang S., Jiang S. P., Wang X. Polyelectrolyte Functionalized Carbon Nanotubes as a Support for Noble Metal Electrocatalysts and their Activity for Methanol Oxidation // Nanotechnology. 2008. Vol. 19. P. 265601(bpp). DOI: 10.1088/0957-4484/19/26/265601.
13. Wang S., Yang F., Jiang S. P., Chen S., Wang X. Tuning the Electrocatalytic Activity of Pt Nanoparticles on Carbon Nanotubes via Surface Functionalization // Electrochem. Com. 2010. Vol. 12. P. 1646–1649.
14. Тусеева Е. К., Жигалина В. Г., Жигалина О. М., Чувилин А. Л., Хазова О. А. Ультрадисперсные каталитические слои, состоящие из нанотрубок и поли(дидиаллилдиметиламония)хлоридного полимера // Электрохимия. 2013. Т. 49. № 3. С. 295–302.
15. Тусеева Е. К., Жигалина В. Г., Жигалина О. М., Жилов В. И., Хазова О. А. Каталитические слои на основе композитов из полимерных материалов, углеродных нанотрубок и адсорбированных частиц платины // Электрохим. энергетика. 2014. Т. 14, № 1. С. 26–34.
16. Михайлова А. А., Тусеева Е. К., Наумкин А. В., Переяславцев А. Ю., Жилов В. И., Хазова О. А. Наноструктурные катализаторы на основе композитов платины, рутения, полиэлектролитов и нанотрубок // Электрохим. энергетика. 2016. Т. 16, № 1. С. 24–29.
17. Wang T. C., Cohen R. E., Rubner M. F. Metallodielectric Photonic Structures Based on Polyelectrolyte Multilayers // Adv. Mater. 2002. Vol. 14. P. 1534–1537.
18. Zang X., Su Z. Polyelectrolyte-Multilayer-Supported Au@Ag Core-Shell Nanoparticles with High Catalytic Activity // Adv. Mater. 2012. Vol. 24. P. 4574–4577.
19. Chu C., Su Z. Facile Synthesis of AuPt Alloy Nanoparticles in Polyelectrolyte Multilayers with Enhanced Catalytic Activity for Reduction of 4-Nitrophenol // Langmuir. 2014. Vol. 30. P. 15345–15350.
20. Zan X., Su Z. Incorporation of Nanoparticles into Polyelectrolyte Multilayers via Counterion Exchange and in situ Reduction // Langmuir. 2009. Vol. 25(20). P. 12355–12360.
21. Wei J., Wang L., Zhang X., Ma X., Wahg H., Su Z. Coarsening of Silver Nanoparticles in Polyelectrolyte Multilayers // Langmuir. 2013. Vol. 29. P. 11413–11419.
22. Mavrikakis M., Hammer B. J. K. No rskov. Effect of Strain on the Reactivity of Metal Surfaces // Phys. Rev. Lett. 1998. Vol. 81. P. 2819–2822.
23. Mikhaylova A. A., Tusseeva E. K., Mayorova N. A., Rychagov A. Yu., Volfkovich Yu. M., Krestinin A. V., Khazova O. A. Single-Walled Carbon Nanotubes and their Composites with Polyaniline Structure, Catalytic and Capacitive Properties as Applied to Fuel Cells and Supercapacitors // Electrochim. Acta. 2011. Vol. 56. P. 3656–3665.
24. Максимов Ю. М., Лапа А. С., Подловченко Б. И. Адсорбция адатомов меди на палладиевых электродах // Электрохимия. 1989. Т. 25. С. 712–715.