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物理化学学报  2017, Vol. 33 Issue (6): 1230-1235    DOI: 10.3866/PKU.WHXB201703311
研究论文     
高活性、可循环的Pt-Cu@3D石墨烯复合催化剂的制备和催化性能
王美淞, 邹培培, 黄艳丽, 王媛媛, 戴立益
华东师范大学化学与分子工程学院, 上海 200241
Three-Dimensional Graphene-Based Pt-Cu Nanoparticles-Containing Composite as Highly Active and Recyclable Catalyst
WANG Mei-Song, ZOU Pei-Pei, HUANG Yan-Li, WANG Yuan-Yuan, DAI Li-Yi
College of Chemistry and Molecular Engineering, East China Normal University, Shanghai 200241, P. R. China
 全文: PDF(2564 KB)   输出: BibTeX | EndNote (RIS) |
摘要:

以氧化石墨烯为前驱体,通过氧化还原法制备了具有三维大孔稳定结构的Pt-Cu@3D石墨烯催化剂。作为载体,三维石墨烯的宏观大孔结构具有大比表面积,可以更好地促进催化反应中的传质过程。以对硝基苯酚的还原为模型反应,通过实验确定Pt与Cu的最佳质量比为3:5,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和能量色散X射线光谱(EDX)等方法对最优催化剂的结构进行了表征。催化测试表明复合催化剂在对硝基苯酚还原反应中具有高效稳定、低成本、可循环的良好性能。

关键词: 三维石墨烯Pt-Cu纳米颗粒催化反应孔结构复合材料    
Abstract:

A composite hydrogel consisting of well-dispersed Pt-Cu nanoparticles (NPs) supported on three-dimensional (3D) graphene (Pt-Cu@3DG) was successfully prepared by mild chemical reduction. The 3D interconnected macroporous structure of the graphene framework not only possesses large specific surface area that allows high metal loadings, but also facilitates mass transfer during the catalytic reaction. The Pt-Cu bimetallic alloy NPs show good catalytic activity compared with Pt NPs and reduce the content of Pt NPs used, thereby lowering costs. The morphology and composition of the Pt-Cu@3DG composite were investigated by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The catalysis studies indicate that the resulting composites can be used as an efficient, inexpensive, recyclable, and stable catalyst for the reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol under mild conditions.

Key words: Three dimensional graphene    Pt-Cu nanoparticle    Catalytic reaction    Pore structure    Composite
收稿日期: 2016-12-12 出版日期: 2017-03-31
中图分类号:  O643  
基金资助:

上海市重点工程科学和技术委员会(14231200300)及上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室

通讯作者: 王媛媛     E-mail: ecnu_yywang@163.com
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王美淞, 邹培培, 黄艳丽, 王媛媛, 戴立益. 高活性、可循环的Pt-Cu@3D石墨烯复合催化剂的制备和催化性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(6): 1230-1235.

WANG Mei-Song, ZOU Pei-Pei, HUANG Yan-Li, WANG Yuan-Yuan, DAI Li-Yi. Three-Dimensional Graphene-Based Pt-Cu Nanoparticles-Containing Composite as Highly Active and Recyclable Catalyst. Acta Phys. -Chim. Sin., 2017, 33(6): 1230-1235.

链接本文:

http://www.whxb.pku.edu.cn/Jwk_wk/wlhx/CN/10.3866/PKU.WHXB201703311        http://www.whxb.pku.edu.cn/Jwk_wk/wlhx/CN/Y2017/V33/I6/1230

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