工程化低成本、高活性、高耐久性的乙醇氧化電催化劑，對于大規模商業化直接乙醇燃料電池是十分重要的。這里，通過自組裝策略和無表面活性劑的化學還原過程，制備了“表面清潔”的Pd納米顆粒錨定在氮摻炭黑嵌入氮摻石墨烯上（Pd/NCB@NGS），該復合物具有獨特的三維分級結構。其中，鈀納米粒子的尺寸可以通過不添加表面活性劑來調控。作為EOR電催化劑，Pd/NCB@NGS相對于商用Pd/C和其他對照催化劑，顯示出增強的電催化性質，這將歸因于其獨特的三維分級結構和富含氮原子。特別地，Pd/NCB@NGS-2（OCB/GO的質量比為1:1）是最優的催化劑，因為在氮原子含量和導電率之間取得很好的平衡。這項研究開發了一種適用于各種電催化劑及其他用途的優質碳基材料。
Figure 1. Pd/NCB@NGS催化劑的合成示意圖。
Figure 2. Pd/NGS (A1, A2, A3), Pd/NCB (B1, B2, B3)和Pd/NCB@NGS-2 (C1, C2, C3)的TEM圖，插圖分別是Pd NPs的尺寸分布和HRTEM圖。
Figure 3. Pd/NCB和Pd/NCB@NGS-2樣品的 (A)XRD圖, (B)XPS 總譜和(C-D)高分辨XPS譜。
Figure 4. （A）所有催化劑在1.0 M KOH電解液中以50 mV s−1掃描速率的CV曲線，（B）催化劑的ECSA值，（C）在含1.0 M乙醇的KOH溶液中的CV曲線，（D） 各種催化劑的質量和比活性。
Figure 5. （A）催化劑在含1.0 M乙醇的KOH溶液以1 mV s−1掃描速率的LSV曲線，插圖是根據LSV曲線導出的Tafel圖，（B）電化學阻抗圖，（C）所有催化劑的CO剔除實驗。
相關研究工作由蘭州大學Shuwen Li課題組于2020年發表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文：Engineering three-dimensional nitrogen-doped carbon black embedding nitrogen-doped graphene anchoring ultrafine surface-clean Pd nanoparticles as efficient ethanol oxidation electrocatalyst。
轉自《石墨烯雜志》公眾號：
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