Multifunctional Durable Nanostructured Redox Electrocatalysts on Conducting Titanium Oxide Support

导电氧化钛载体上的多功能耐用纳米结构氧化还原电催化剂

• 批准号: 18F18372
• 负责人: 井上 博史
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-11-09 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18372/
• 关键词: 酸素欠損酸化チタン; ナノシート; パラジウムナノ粒子; 固体高分子形燃料電池; 酸素還元反応; グリセリン酸化反応; 担体; 白金ナノ粒子; 水素化マグネシウム; 還元剤

（１）酸素欠損酸化チタンナノシートの新規合成およびこれを担体として用いる電極触媒の開発アナタース型TiO2ナノシートと1-ブタノールを十分に混合した後、300℃で加熱すると、元の白色から黒色の粉末に変化した。赤外分光分析、ラマン分光分析、X線光電子分光分析(XPS)より酸素欠損酸化チタンナノシート（B-TiOx NS）であると同定され、直流法により求められた電気伝導率は約10-5 S/cmになり、以前のものより2桁向上した。B-TiOx NS上に酢酸パラジウムの熱分解で約4 nmの平均粒径をもつPdナノ粒子を担持することに成功した。（２）Pdナノ粒子担持B-TiOx NS (Pd/B-TiOx NS)の酸素還元活性の評価回転ディスク電極を用いた酸素飽和した1 M KOH水溶液中でのリニアスイープボルタモグラム測定より、Pd/B-TiOx NS の酸素還元電流はPd/Cとほぼ同じ電位で立ち上がり、Pd/Cと同様、4電子還元反応の進行していることが分かった。0.05～1.2 Vの電位範囲を10000サイクル行った後、Pdナノ粒子の電気化学活性表面積は約80%維持されており、Pd/C(約60%)に比べて大幅に改善した。（３）Pd/B-TiOx NSのグリセリン酸化活性の評価Pd/B-TiOx NS触媒のグリセリン酸化電流はPd/C触媒よりやや小さくなったが、立ち上がり電位は負電位側にシフトした。また、0.9 V vs. RHEでの定電位電解において、1時間後の酸化電流はPd/B-TiOx NS触媒はPd/C触媒の約2倍になり、優れた耐久性を示すことが分かった。0.85 V vs. RHEで定電位電解した時の生成物分析より、Pd/B-TiOx NSの方が炭素数が１および2の化合物の割合が高くなり、グリセリンのC－C結合の開裂が進んでいることが明らかになった。

(1) The new synthesis method of acid deficient acidification catalyst and the new carrier are used in the development of electrode catalyst TiO2 catalyst. After mixing well, heating at 300℃, the white and black powders are transformed. Infrared spectroscopic analysis, X-ray photoelectron spectroscopic analysis (XPS), acid depletion, acidification (B-TiOx NS), and direct current method were used to determine the electrical conductivity of about 10-5 S/cm. The average particle size of Pd particles on B-TiOx NS was about 4 nm. (2) Evaluation of the acid reduction activity of Pd/B-TiOx NS (Pd/B-TiOx NS) supported on Pd particles. The acid reduction current of Pd/B-TiOx NS was measured in 1 M KOH aqueous solution saturated with acid. The acid reduction current of Pd/B-TiOx NS was measured at the same potential as Pd/C. The reaction of Pd/B-TiOx NS with 4-electron was measured at the same potential. When the potential range of 0.05~1.2 V is less than 10000, the electrochemically active surface area of Pd particles is maintained at about 80%, and Pd/C(about 60%) is greatly improved compared with that of Pd particles. (3) Evaluation of Pd/B-TiOx NS Catalytic Activity for Catalytic Oxidation of Pd/B-TiOx NS Catalysts; The acidizing current after 1 time of electrolysis at constant potential of 0.9 V vs. RHE is about twice as high as that of Pd/B-TiOx NS catalyst. 0.85 V vs. RHE: Analysis of products in constant potential electrolysis, Pd/B-TiOx NS: Carbon number 1:2: High temperature, high temperature

项目成果

Pt nanoparticles-decorated two-dimensional oxygen-deficient TiO2 nanosheet as an efficient and stable electrocatalyst for hydrogen evolution reaction

Pt纳米颗粒修饰的二维缺氧TiO2纳米片作为高效稳定的析氢反应电催化剂

• DOI: 10.1039/d0nr02092c
• 发表时间: 2020
• 期刊: Nanoscale
• 影响因子: 6.7
• 作者: Keerti M. Naik;Eiji Higuchi;Hiroshi Inoue
• 通讯作者: Hiroshi Inoue

www2.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka4/index.html

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