鲁登大学 学分:鲁登大学 一位鲁丁化学家合成了一种基于金纳米粒子的电催化剂，这种电催化剂带有有机配体，可以在燃料电池中引发制氢反应和氧还原反应
使用新催化剂的产品产率是使用传统铂基催化剂时的两倍
这篇文章发表在《材料化学杂志》上
基于金属纳米粒子的催化剂，例如金或铂，在燃料电池和氢气的工业生产中是需要的
如果有机分子，配体，附着在纳米颗粒上，催化剂的活性可以增加
然而，迄今为止很少有论文研究这种催化剂的性能
RUDN的化学家拉斐尔·卢克(Rafael Luque)合成了一种基于金纳米粒子的催化剂，这种金纳米粒子用柠檬酸盐稳定
为了获得与其他有机物质复合的金纳米粒子，基于浓度梯度进行配体交换
为此，将纳米粒子在新配体的溶液中孵育，然后离心沉淀形成的带有附着配体的纳米粒子
在氧还原反应的实验中，化学家发现配体的类型及其与金表面的相互作用对O2分子的吸收有显著影响
在这些反应中，含有柠檬酸盐的金纳米粒子被证明是最好的
这种催化剂的极限电流密度为5
58毫安每平方厘米——比含有其他配体的纳米粒子高两倍
这意味着在相同的能耗下，这种催化剂将产生更多的氧气
在制氢反应中，最好的催化活性，以及在氧还原反应中，由柠檬酸盐纳米粒子证明
此外，它们的效率只有铂催化剂的一半，这大大超过了金类似物的成本
结构研究表明，含有柠檬酸盐的金纳米粒子失去了一些配体，而含有十六烷基三甲基溴化铵和巯基十一酸(MUA)的纳米粒子几乎保持不变
这可能是由于金和有机配体之间的键强度不同
为了测试稳定性，这是催化剂最重要的特征之一，所有样品在明显超过最佳值的电压下测试12小时
所有纳米粒子在测试后都保留了它们的结构；此外，带有柠檬酸盐的金纳米粒子改善了它们的电催化特性
这可能表明新型催化剂将在连续操作下有效工作
由于新催化剂的稳定性，这些催化剂在未来的工业应用中具有令人感兴趣的潜力
化学家开发的配体交换方法可以应用于合成具有预定性质的催化剂，该催化剂适合于可再生的氢基能源
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