物理化学学报 >> 2022, Vol. 38 >> Issue (12): 2201050.doi: 10.3866/PKU.WHXB202201050
所属专题: 纪念傅鹰先生诞辰120周年
杨艳1, 何博文1, 马华隆1, 杨森2, 任州宏1, 秦天1, 卢发贵1, 任力闻2, 张熠霄1, 王天富2,*(), 刘晰1,*(
), 陈立桅1,*(
)
收稿日期:
2022-01-29
录用日期:
2022-03-15
发布日期:
2022-03-21
通讯作者:
王天富,刘晰,陈立桅
E-mail:tfwang@sjtu.edu.cn;liuxi@sjtu.edu.cn;lwchen2018@sjtu.edu.cn
基金资助:
Yan Yang1, Bowen He1, Hualong Ma1, Sen Yang2, Zhouhong Ren1, Tian Qin1, Fagui Lu1, Liwen Ren2, Yixiao Zhang1, Tianfu Wang2,*(), Xi Liu1,*(
), Liwei Chen1,*(
)
Received:
2022-01-29
Accepted:
2022-03-15
Published:
2022-03-21
Contact:
Tianfu Wang,Xi Liu,Liwei Chen
E-mail:tfwang@sjtu.edu.cn;liuxi@sjtu.edu.cn;lwchen2018@sjtu.edu.cn
About author:
Email: lwchen2018@sjtu.edu.cn (L.C.)Supported by:
摘要:
5-羟甲基糠醛(HMF)的电催化氧化被认为是合成2,5-呋喃二甲酸(FDCA)最环保、经济和有效的方法之一,它可作为聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)的生物基前体。在这项工作中,我们通过低温溶剂热法合成了PtRuAgCoNi高熵合金纳米颗粒,并在不改变颗粒结构和组成的情况下进行了简易的处理以去除表面活性剂。负载在碳载体上的合金纳米催化剂无论是否含有表面活性剂在HMF电催化氧化为FDCA的过程中都表现出比商业Pt/C更好的催化性能。且表面活性剂的去除可以进一步提高其电催化性能,表明高熵合金纳米粒子在电催化和绿色化学中具有广阔的应用前景。
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杨艳, 何博文, 马华隆, 杨森, 任州宏, 秦天, 卢发贵, 任力闻, 张熠霄, 王天富, 刘晰, 陈立桅. PtRuAgCoNi高熵合金纳米颗粒高效电催化氧化5-羟甲基糠醛[J]. 物理化学学报, 2022, 38(12): 2201050.
Yan Yang, Bowen He, Hualong Ma, Sen Yang, Zhouhong Ren, Tian Qin, Fagui Lu, Liwen Ren, Yixiao Zhang, Tianfu Wang, Xi Liu, Liwei Chen. PtRuAgCoNi High-Entropy Alloy Nanoparticles for High-Efficiency Electrocatalytic Oxidation of 5-Hydroxymethylfurfural[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2022, 38(12): 2201050.
Fig 1
Characterizations of the structure and morphology of the PtRuAgCoNi-PVP and PtRuAgCoNi-PVP/C alloy nanoparticles. (a) TEM image, (b) particle size distribution, (c) corresponding SAED pattern, (d) XRD pattern, (e) HAADF-STEM image and corresponding STEM-EDS mapping, (f) Pt 4f XPS spectrum, (g) Ag 3d XPS spectrum, (h) XPS Co 2p spectrum."
Fig 2
Characterizations of the structure, morphology and element distributions of the high-entropy alloy after the surfactant was removed. (a) FTIR spectra, (b) XRD patterns; high angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) image (c) and element mapping (d) of a single PtRuAgCoNi-OAm/C-185 nanoparticle; HAADF-STEM image and corresponding element mapping (e) of PtRuAgCoNi-OAm/C-300."
Fig 3
Electrocatalytic performance of the high entropy alloys nanoparticles. (a) LSV curves of PtRuAgCoNi-OAm/C-185, PtRuAgCoNi-OAm/C-300, PtRuAgCoNi-OAm/C, PtRuAgCoNi-PVP/C and commercial Pt/C in 1.0 mol∙L?1 KOH with 50 mmol∙L?1 HMF. (b) LSV curves of PtRuAgCoNi-OAm/C-185, PtRuAgCoNi-OAm/C-300, PtRuAgCoNi-OAm/C, PtRuAgCoNi-PVP/C and commercial Pt/C in 50 mmol∙L?1 HMF. (c) Tafel plots (scan rate: 0.1 mV∙s?1, 50 mmol∙L?1 HMF). (d) Nyquist plots at 1.40 V vs. RHE (frequency (Hz): 0.1–100000, 50 mmol∙L?1 HMF)."
Table 1
A comparison of the OER and HMF oxidation activities of PtRuAgCoNi-OAm/C-185, PtRuAgCoNi-OAm/C-300, PtRuAgCoNi-OAm/C, PtRuAgCoNi-PVP/C, commercial Pt/C (data taken from LSVs of Fig. 3)."
Current density [mA?cm?2] at 1.4 V vs. RHE (no HMF) | Current density [mA?cm?2] at 1.4 V vs. RHE (50 HMF) | Potential [V vs. RHE] at 1 mA?cm?2 (no HMF) | Potential [V vs. RHE] at 1 mA?cm?2 (50 HMF) | |
PtRuAgCoNi-OAm/C-185 | 0.82 | 3.79 | 1.43 | 1.06 |
PtRuAgCoNi-OAm/C-300 | 0.68 | 2.40 | 1.48 | 1.09 |
PtRuAgCoNi-OAm/C | 0.39 | 1.48 | 1.57 | 1.20 |
PtRuAgCoNi-PVP/C | 0.35 | 1.31 | 1.59 | 1.27 |
Pt/C | 0.20 | 0.29 | 1.69 | 1.64 |
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