本书属于研究型著作，围绕双金属协同催化这个主题，介绍了目前双金属催化的现状和催化机制，并基于作者近些年在双金属协同催化方面的研究工作，选取了一些代表性的催化剂，介绍了其制备和表征，以及这些催化剂应用于燃料电池和氢能源等能源材料中的氧化还原反应，具体涉及的催化反应包括甲醇氧化、甲酸氧化、析氧反应和氧还原反应等。有具体的实验操作与实验结果及结果分析。对于从事该领域的研究人员有一定的借鉴意义。

本书全面总结了双金属催化剂协同催化的机理，结合作者自己近年来在这方面的研究结果，选取了几种有代表性的双金属催化体系，介绍了催化剂的制备、表征及在燃料电池和氢能中氧化还原方面的成果和经验。可供从事燃料电池和氢能方面的专业技术人员、高等学校高年级本科生以及研究生参考。

李作鹏，男，汉族，九三学社成员，中国化学会会员。1979年10月出生，山西省襄垣人。1999年考入山西大学化学化工学院化学专业，2003年7月获理学学士学位，2003年9月考入科学院兰州化学物理研究所绿色化学与催化研究中心，2010年3月获得博士学位并留所工作，任助理研究员。2011年起任山西大同大学化学与环境工程学院讲师，2014年晋升为副教授，主要从事清洁能源领域的研究。在Electrochem Commun, J Power Sources，Electrochim Acta等国内外重要刊物发表研究论文20 余篇，主持中科院西部博士、山西省自然科学基金等项目7项，获山西省高等学校自然二等奖1项（排名第二）。

第1章 双金属协同催化概述 001
1.1 双金属协同催化基础 002
1.2 典型的双金属协同催化机理 005
1.2.1 Pt-Ru双金属协同催化甲醇氧化反应机理 005
1.2.2 Ni-Fe双金属析氧反应机理 012
1.3 结语 018
参考文献 019

第2章 双金属协同催化体系在燃料电池和氢能中的应用 023
2.1 直接甲醇燃料电池阳极氧化反应 025
2.2 直接乙醇燃料电池阳极氧化反应 030
2.3 直接甲酸燃料电池阳极氧化反应 034
2.3.1 Pt基双金属催化剂用于甲酸氧化 035
2.3.2 Pd基双金属催化剂用于甲酸氧化 039
2.4 氧气析出反应 043
2.4.1 Fe-Co基双金属催化剂 044
2.4.2 Ni-Co基双金属催化剂 046
2.4.3 Ni-Al和Ni-Cr双金属基催化剂 047
2.4.4 Cu掺杂的Ni、Fe、Co双金属基催化剂 048
2.4.5 其他双金属基催化剂 049
2.5 燃料电池阴极氧气还原反应 051
2.5.1 双金属Pt-Ni合金催化剂 053
2.5.2 其他双金属Pt-M合金催化剂 056
参考文献 058

第3章 高性能Pt基双金属催化剂用于甲醇氧化 067
3.1 Pt-Os双金属协同催化剂 068
3.1.1 高分散双金属Pt-Os纳米催化剂的制备 070
3.1.2 高分散双金属Pt-Os纳米催化剂的表征与评价 071
3.1.3 两种不同方法制备的Pt-Os催化剂的催化性能 072
3.2 双金属Pt-Ru核壳结构催化剂 082
3.2.1 核壳结构Pt/TiO2@Ru-C催化剂的制备 084
3.2.2 核壳结构Pt/TiO2@Ru-C催化剂的表征与评价 085
3.2.3 核壳结构Pt/TiO2@Ru-C催化剂的催化性能 085
3.3 双金属Pt-Os催化剂与Pt-Ru（TiO2稳定的）催化剂性能比较 095
参考文献 096

第4章 Pt-Pd双金属协同催化用于甲酸电氧化 103
4.1 高分散Pd-Pt双金属催化剂 105
4.1.1 高分散Pd-Pt双金属催化剂的制备 106
4.1.2 高分散Pd-Pt双金属催化剂的表征与评价 107
4.1.3 高分散Pd-Pt双金属催化剂性能讨论 108
4.2 高性能炭载微量铂修饰的钯催化剂 115
4.2.1 原位电置换法制备炭载微量铂修饰的钯催化剂 117
4.2.2 炭载微量铂修饰的钯催化剂的表征及评价方法 117
4.2.3 原位电置换法制备的炭载Pt1@Pdx/C催化性能讨论 118
4.3 从高分散Pd-Pt双金属催化剂到微量Pt修饰的Pd催化剂 127
参考文献 128

第5章 高效Ni-Fe双金属催化剂用于析氧反应 133
5.1 泡沫镍上原位电沉积花瓣状NiFeOxHy/rGO 134
5.1.1 花瓣状NiFeOxHy/rGO电极的制备 135
5.1.2 花瓣状NiFeOxHy/rGO电极的表征与评价 135
5.1.3 花瓣状NiFeOxHy/rGO电极电催化OER性能 136
5.2 Ni-Fe合金泡沫 142
5.2.1 Ni-Fe合金泡沫的制备 143
5.2.2 Ni-Fe合金泡沫的表征与评价 143
5.2.3 Ni-Fe合金泡沫的电催化OER性能 144
5.3 从NiFeOxHy/rGO/NF电极到双金属Ni-Fe泡沫合金电极 151
参考文献 152

第6章 高效双金属协同催化析氧和氧还原反应 157
6.1 Ni-Co双金属协同催化析氧和氧还原反应 158
6.1.1 脊椎状NiCo2O4纳米材料的制备 158
6.1.2 脊椎状NiCo2O4纳米材料的表征与评价 159
6.1.3 脊椎状NiCo2O4纳米材料的电催化OER及ORR性能 160
6.2 Ag-Mo双金属协同催化ORR反应 167
6.2.1 Ag-Mo双金属催化剂的制备 168
6.2.2 Ag-Mo双金属催化剂的表征与评价 168
6.2.3 Ag-Mo双金属催化剂电催化ORR反应 169
6.3 Ni-Co双金属催化剂和Ag-Mo双金属催化剂的比较 172
参考文献 173

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