甲烷在钯、金电极上的电催化氧化研究-豆柴文库

甲烷在钯、金电极上的电催化氧化研究.docx

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甲烷在钯、金电极上的电催化氧化研究 Introduction Methaneisawidelydistributedandabundantnaturalgas,whichisusedasafuelsourceforvariousindustries.Itisalsoapotentgreenhousegas,whichisresponsibleforglobalwarmingandclimatechange.Therefore,thereisagrowinginterestinthedevelopmentofefficientandcost-effectivemethodsfortheoxidationofmethanetopreventenvironmentalpollution.Inthisregard,electrochemicaloxidationhasemergedasapromisingapproachduetoitshighselectivity,efficiency,andlowenergyconsumption.Inthispaper,wewillreviewtherecentresearchprogressonmethaneelectro-oxidationonpalladiumandgoldelectrodes. Electro-oxidationofmethaneonpalladiumelectrodes Palladiumhasbeenwidelyusedasanelectrocatalystfortheoxidationofmethaneduetoitsexcellentcatalyticactivityandstabilityinvariouselectrochemicalenvironments.Theelectro-oxidationofmethaneonpalladiumelectrodesoccursthroughaseriesofchemicalreactionsthatinvolvetheadsorptionofmethaneonthecatalystsurface,theformationofintermediatespecies,andtheeventualoxidationofthesespeciestoCO2andH2O.Therate-limitingstepinthisreactionisthedissociationoftheC-Hbondofthemethanemolecule,whichrequiresahighactivationenergy. Severalstudieshavereportedthesynthesisandcharacterizationofpalladium-basedelectrocatalystsfortheoxidationofmethane.Forexample,Wangetal.preparedaPdnanoparticle/grapheneoxidecompositeusingaone-pothydrothermalmethodandfoundthatthiscatalystexhibitedhighactivityandstabilityformethaneelectro-oxidationinalkalinemedia.Similarly,Huaetal.synthesizedaPdnanoparticles/grapheneoxide/layereddoublehydroxidecompositeanddemonstrateditshighcatalyticactivityandselectivityformethaneoxidation. Inadditiontothesynthesisandcharacterizationofelectrocatalysts,severalstudieshavefocusedontheoptimizationofreactionconditionsformethaneelectro-oxidationonpalladiumelectrodes.Forexample,Chenetal.investigatedtheeffectofgasphasepressureonthereactionrateandfoundthattherateofreactionincreasedwithincreasingpressure.Theyalsoobservedthatthereactionratewashigherinacidicelectrolytescomparedtoalkalineelectroly

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