【摘 要】
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质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应（ORR）动力学迟缓，因此，开发高活性、低成本的ORR电催化剂对燃料电池发展具有重要意义。本文利用微波法，在氢氧化钠/乙二醇的溶液中还原氯铂酸合成了铂纳米颗粒（Pt NPs）；随后，将其与Vulcan XC-72R碳黑混合，制备了高分散性的碳载铂（Pt/C）催化剂。透射电镜结果表明，Pt NPs在碳黑表面均匀分布，平均粒径约为2.8 nm，略小于商业Pt/C催化剂的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（21606149）； 上海市青年科技启明星计划（18QB1404400）；
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质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应（ORR）动力学迟缓，因此，开发高活性、低成本的ORR电催化剂对燃料电池发展具有重要意义。本文利用微波法，在氢氧化钠/乙二醇的溶液中还原氯铂酸合成了铂纳米颗粒（Pt NPs）；随后，将其与Vulcan XC-72R碳黑混合，制备了高分散性的碳载铂（Pt/C）催化剂。透射电镜结果表明，Pt NPs在碳黑表面均匀分布，平均粒径约为2.8 nm，略小于商业Pt/C催化剂的～3 nm。进一步，探究了微波功率、分散溶剂以及载碳时有或无HCl对制备催化剂分散性和氧还原活性的影响。电化学测试表明，相较于商业Pt/C催化剂，优化的微波Pt/C催化剂展现出更为优异的ORR催化活性。在0.1 mol/L HClO4电解液中，微波Pt/C催化剂的半波电位较商业Pt/C催化剂高出9 mV，其在0.9 V （vs. RHE）处的质量活性和面积活性为0.109 A mgPt-1和0.127 mA cm-2，均分别高于商业Pt/C催化剂的0.093 A mgPt-1和0.118 mA cm-2。此外，微波Pt/C催化剂具有比商业Pt/C催化剂更好的电化学稳定性。这些主要归因于碳表面均匀分布的较小粒径Pt NPs，增加的Pt表面积提升了ORR活性，与碳载体表面孔结构的牢固嵌合增强了稳定性。本工作系统研究了微波法合成Pt/C催化剂的技术路线，适合批量化生产。
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