《表2 通过XPS表征获得的Ti3+含量百分比和吸附氧含量百分比》

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《原位双金属纳米颗粒YST复合阳极的构筑及其直接碳催化性能研究》

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为进一步分析YST0.9-xCCox阳极材料中各元素价态及含量，YST0.9-xCCox阳极材料在10%H2氛围中800℃下还原5 h后的不同元素的XPS谱图如图5所示。图5(a）为Ti 2p轨道离子的XPS谱图，所有阳极材料在结合能约为458.4 eV和464.3 eV处，均出现了由Ti 2p3/2轨道电子和Ti 2p1/2轨道电子产生的谱峰，且由于Co元素的掺杂使得YST0.9-xCCox阳极材料中Ti元素的结合能随着Co掺杂量的增加逐渐降低。图5(b）是YST0.9-xCCox阳极材料中O 1s的XPS谱图。所有阳极材料在结合能约为529.6 eV和531.3 eV处，均出现了对应于晶格氧和吸附氧的谱峰[32]。并且吸附氧的峰强度随着Co掺杂比例的增大而增大，在Co0.3时强度达到最大。根据Ti和O元素XPS谱图中不同价态离子对应的谱峰面积，可得到相应价态离子在阳极材料中所占的比值，计算结果列于表2。可以看出，虽然Co0.1阳极材料中具有最高的Ti3+含量，约为54.33%。但电导率测试表明，Co0.1阳极材料的电导率小于Co0.2和Co0.3，表明还原氛围中析出的Co纳米颗粒有效提高了材料的电导率。而Co0.2阳极材料的Ti3+含量高于Co0.3阳极材料，因此Co0.2阳极材料电导率高于Co0.3阳极材料，这与电导率测试结果一致。如表2所示，阳极材料中吸附氧的含量随着Co掺杂量的增大而增大，Co0.2和Co0.3阳极材料的吸附氧的含量分别为59.99%和63.17%。与晶格氧相比，吸附氧在与碳或CO发生化学反应时所需要的活化能更低，能够促进碳和CO燃料的电化学氧化。因此，受电导率及吸附氧活性影响的Co0.2和Co0.3阳极材料对阳极燃料的催化活性还需通过电化学性能测试进一步分析。