隨著人們對環(huán)境問題與能源問題的日益重視,傳統(tǒng)的化石燃料已經(jīng)越來越難以滿足人們的需求�？蓪⑻柲�、風(fēng)能等可再生能源轉(zhuǎn)化為氫能的電解法制氫氣技術(shù),因其無污染、高效率、零排放的優(yōu)點(diǎn),越來越受到科研工作者的重視。在電解法制氫過程中,催化材料扮演著重要的角色,高效的催化材料,能直接降低電解制氫的析氫過電位,降低生產(chǎn)成本。本文采用液相還原法制備得到單相Ag-Cu納米合金材料,考察了其在電化學(xué)析氫方面的催化活性。并將該反應(yīng)體系引入微流控系統(tǒng)中,制得含單相Ag-Cu納米合金顆粒及納米銀顆粒的混裝納米顆粒,通過SEM、XRD和UV-vis等方法表征了制得的單相Ag-Cu納米合金顆粒的微觀形貌、結(jié)構(gòu)、成分,結(jié)合電化學(xué)輔助手段分析了其可能的形成機(jī)理和析氫強(qiáng)化機(jī)制。首先基于液相還原法,通過控制前驅(qū)體中的銀銅比,制備得到了不同組成的單相Ag-Cu納米合金顆粒。對比分析了不同還原劑、絡(luò)合劑對其還原過程的影響。對合成的Ag-Cu納米合金顆粒分別進(jìn)行了線性伏安掃描測試和塔菲爾測試。研究結(jié)果均表明這種單相Ag-Cu納米合金顆粒的析氫催化活性高于純Ag、純Cu的析氫催化活性。其中,銅含量為70%的納米合金顆粒的交換電流密... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

M-H鍵強(qiáng)與金屬析氫活性鍵的“火山圖”[2]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-中摻雜Fe、Co、Ni使其合金化可使Pt的d帶中心發(fā)生下移，使得其反鍵軌道態(tài)密度增加，進(jìn)而使得其與氧的結(jié)合能力提升，提高其氧還原催化性能。而將合金材料進(jìn)一步納米化后，由于量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、和量子隧道效應(yīng)的存在，對其性能有了進(jìn)一步的提升，使其在催化、光學(xué)、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著諸多應(yīng)用[11]。相較于單組元納米粒子，納米合金的結(jié)構(gòu)和特性更加復(fù)雜，除尺寸之外，合金組成和粒子排列方式都對納米粒子的特性有密切的影響。不同于宏觀塊體合金和單組元納米粒子，納米合金材料的相變和形成過程受到溫度、尺寸、組分三個參數(shù)的影響，復(fù)雜程度大幅提升[12]。現(xiàn)階段納米合金的制備方法大體上可分為物理法和化學(xué)法[13]。1.2.1物理法物理法制備納米合金顆粒的方法主要有自下而上的凝聚法、濺射法和自上而下的研磨法。凝聚法是指把金屬單質(zhì)或者化合物在保護(hù)性氣體中加熱使其蒸發(fā)，而后在特定基底上進(jìn)行凝聚收集的制備納米合金顆粒方法[14]。Pithawalla等研究者用激光蒸發(fā)的方法將金屬材料氣化后凝聚收集制備出了FeAl納米材料。濺射法則采用熱陰極熔化，然后由等離子體沖擊熱陰極，使得熔融的原子或分子被蒸發(fā)，然后在特定基底上形成納米合金顆粒。如圖1-2所示，IshidaY等[15]研究者用等離子體轟擊貴金屬靶材，制備得到了粒徑在2nm左右的納米團(tuán)簇，相較于傳統(tǒng)的化學(xué)方法，這種方法有效避免的避免有害試劑的使用，使得產(chǎn)品的使用范圍有所提高，此外，這種方法也更加適合用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。圖1-2濺射法制備納米團(tuán)簇示意圖[15]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-Cu0的含量逐漸提升，產(chǎn)品粒徑逐漸變校說明隨著反應(yīng)溫度的提升，乙二醇的還原能力進(jìn)一步提高。產(chǎn)品催化性能如表1-1所示，產(chǎn)品催化活性在160℃時達(dá)到了最高，而后逐漸降低。表1-1Cu/AC催化劑的催化活性[26]CatalystSTYDMC/mg·g-1h-1XMeOH/%SDMC/%Cu/AC-1405404.993.0Cu/AC-1606075.392.8Cu/AC-1805344.790.4Cu/AC-2004754.193.5化學(xué)還原法又可進(jìn)一步分為連續(xù)還原法和共還原法。連續(xù)還原法中反應(yīng)分為兩步，金屬M(fèi)1先發(fā)生還原，另一種金屬M(fèi)2經(jīng)過還原后包覆在已金屬M(fèi)1上，形成M1@M2殼核結(jié)構(gòu)。這種方法適合用于制備核殼結(jié)構(gòu)的雙金屬納米合金顆粒。Li等[27]以采用正丁基鋰還原HAuCl4制備不同粒徑的納米金作為晶種，然后用油胺還原H2PtCl6，使納米Pt包覆在不同大小的納米金表面，得到核殼結(jié)構(gòu)的Au@Pt雙金屬納米合金顆粒。其TEM圖像如圖1-3所示，其中a、d晶種平均粒徑為3nm，b、e晶種平均粒徑為12nm，c、f晶種平均粒徑為9nm。實驗結(jié)果表明，雙金屬納米合金顆粒的粒徑大小受到晶種粒徑大小的直接影響。晶種越小，雙金屬納米合金顆粒就越校圖1-3不同粒徑晶種得到的Au@Pt顆粒的TEM圖像[27]Trinh等[28]研究者以用CuSO4·5H2O和AgNO3作為前驅(qū)體，PVP作為還原

【參考文獻(xiàn)】：
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[6]基于微流控芯片和短毛細(xì)管的DNA片段快速電泳分離系統(tǒng)的研究[D]. 程永強(qiáng).浙江大學(xué) 2010

碩士論文
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[3]電催化還原CO2催化劑的設(shè)計合成及性能研究[D]. 陸培龍.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所) 2019
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[9]Pt基合金氧還原催化劑的制備與性能研究[D]. 楊靖雯.華南理工大學(xué) 2018
[10]多元醇法制備納米銀線及影響因素研究[D]. 徐杰.昆明理工大學(xué) 2018



本文編號：3620621