本文關(guān)鍵詞：Pt基納米顆粒的制備及其催化性能研究

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【摘要】：Pt和Pt基納米顆粒由于其良好的催化活性,受到了科研人員的廣泛關(guān)注。然而,Pt的使用成本非常高,實際存儲量卻很低,近年來國際Pt催化劑研究的重點多集中在降低材料成本和提高反應(yīng)速率上。其中,在以Pt為主催化劑的基礎(chǔ)上增加一種或多種元素,并加以理性的形貌調(diào)控,有望可以設(shè)計合成出更高效的新型Pt基催化劑。本論文利用同步輻射X射線吸收譜(XAS)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X射線光電子能譜(XPS)等多種表征手段研究了包括Pt/Ru雙金屬、Pt-Fe2O3/GO、CoCr2O4等多種復(fù)合納米材料的結(jié)構(gòu)和催化性能,建立了性能與結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)效關(guān)系。主要論文內(nèi)容如下：1.運用簡單的溶劑熱方法成功合成了不同原子配比的Pt/Ru雙金屬納米顆粒。研究結(jié)果表明,這些納米顆粒采用Pt核Ru殼的結(jié)構(gòu),在500℃退火處理后,部分Pt原子遷移到顆粒表面,同時表面的Ru原子大多被還原,氧化程度降低,納米顆粒的合金化程度提高。Pt/Ru雙金屬納米顆粒催化甲醇氧化的電催化性能進(jìn)行測試結(jié)果顯示出,催化劑的電催化甲醇氧化性能隨著表面Ru原子氧化程度的增加而增加。2.采用一步水熱法,在不加其他任何氧化劑和還原劑的條件下,以氧化石墨烯同時作為氧化劑和還原劑合成了Pt-Fe2O3/GO復(fù)合納米材料。表征結(jié)果表明Pt-Fe2O3納米顆粒均勻分布在氧化石墨烯載體上,且納米顆粒大小基本一致,約為40-50 nm。光催化降解有機染料的實驗結(jié)果顯示出,Pt-Fe2O3/GO具有優(yōu)異的MB光催化降解性能。復(fù)合催化劑的優(yōu)異性能主要來源于Pt、Fe2O3和GO三者之間的相互作用減少了光生電子和空穴的結(jié)合幾率,從而使得更多的光生電子和空穴遷移至催化劑表面,并產(chǎn)生更多的具有強氧化性的自由基,從而大大提高了催化劑的光催化降解MB的性能。3.采用水熱結(jié)合熱處理的方法制備了尖晶石化合物CoCr2O4催化劑,并將其與多壁碳納米管進(jìn)行復(fù)合。測試結(jié)果表明,空氣中對CoCr2O4進(jìn)行不同溫度煅燒不改變其尖晶石結(jié)構(gòu),但是退火后的CoCr2O4結(jié)晶程度明顯提高,顆粒也變大,其析氧反應(yīng)催化性能也大幅降低。通過與多壁碳納米管復(fù)合,可以提高CoCr2O4的催化性能。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TB383.1

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