開發(fā)具有低成本和高活性的電催化劑,對(duì)于實(shí)現(xiàn)燃料電池等能量?jī)?chǔ)存及轉(zhuǎn)換裝置的商業(yè)化及解決環(huán)境污染問題有著重要的意義。在結(jié)構(gòu)上開放式一維(1D)納米管(NTs)結(jié)構(gòu)具有防止團(tuán)聚,不容易溶解,活性位點(diǎn)多,不需要載體以及穩(wěn)定性強(qiáng)等各方面的優(yōu)點(diǎn)。在成分上與過渡族金屬合金化制備低鉑催化劑這些是目前比較主流的設(shè)計(jì)思路,降低了 Pt含量同時(shí)依靠不同金屬元素間的協(xié)同作用來(lái)提升催化劑的整體性能。結(jié)合上述觀點(diǎn)我們引入了銅、鈀、金三種元素并結(jié)合開放式結(jié)構(gòu)的自支撐合金納米管制備一種具有優(yōu)異性能的催化劑。本論文以液相化學(xué)還原法制備出的銅納米線為犧牲模板,通過置換的方法制備了銅鉑鈀(CuPtPd)、銅鉑金(CuPtAu)兩種不同的三元合金催化劑,并就其電催化性能進(jìn)行了研究。首先找出制備CuPtPd三元合金納米管的最優(yōu)反應(yīng)條件。確定好反應(yīng)參數(shù)后改變相應(yīng)的鹽溶液加入量制備了不同合金比例的銅鉑鈀合金納米管。合金納米管外徑為150nm～200nm,長(zhǎng)度在一微米到三微米,壁厚約20nm～30nm,管的結(jié)構(gòu)比較完整,由小粒子組成。并對(duì)合金納米管的氧還原性能進(jìn)行了探究。發(fā)現(xiàn)Pt33Cu54Pd13的和Pt37Cu41Au22的氧還...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電催化反應(yīng)概述
    1.3 氧氣還原反應(yīng)
        1.3.1 氧還原反應(yīng)機(jī)理
        1.3.2 催化劑的選擇與設(shè)計(jì)
        1.3.3 常見類型的催化劑
    1.4 甲醇氧化
        1.4.1 直接甲醇燃料電池概述
        1.4.2 甲醇氧化反應(yīng)機(jī)制
        1.4.3 新型的甲醇氧化催化劑
    1.5 二氧化碳還原反應(yīng)
        1.5.1 Cu催化劑
        1.5.2 Pd催化劑
        1.5.3 Au催化劑
    1.6 選題背景及主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥劑與儀器裝置
    2.2 合金納米管的形貌和結(jié)構(gòu)表征方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡
        2.2.2 高分辨透射電子顯微鏡
        2.2.3 X射線衍射儀
        2.2.4 X射線光電子能譜儀
    2.3 催化劑電化學(xué)測(cè)試方法
        2.3.1 甲醇氧化測(cè)試
        2.3.2 電催化氧氣還原性能測(cè)試
        2.3.3 電催化CO₂還原測(cè)試
第三章 銅鉑鈀三元合金納米管的制備及其電催化性能
    3.1 銅納米線的制備及其形貌表征
        3.1.1 銅納米線的制備過程
        3.1.2 銅納米線的形貌及成分分析
    3.2 銅鉑鈀三元合金納米管的制備及其形貌表征
        3.2.1 溫度、濃度、滴加順序?qū)辖鸺{米管形貌的影響
        3.2.2 三元合金納米管成分的調(diào)控
    3.3 合金成分對(duì)氧還原性能的影響
        3.3.1 Pt25系列銅鉑鈀合金
        3.3.2 Pt33系列合金納米管
    3.4 合金成分對(duì)甲醇氧化性能的影響
        3.4.1 Pt25系列合金
        3.4.2 Pt33系列合金納米管
    3.5 二氧化碳還原電催化的初步探索
    3.6 本章小結(jié)
第四章 銅鉑金三元合金納米管的制備及其性能表征
    4.1 銅鉑金三元合金納米管的制備及其形貌研究
        4.1.1 銅鉑金納米管的制備過程
        4.1.2 溫度、濃度對(duì)合金納米管形貌的影響
        4.1.3 銅鉑金三元催化劑合金比例的調(diào)控
    4.2 三元合金納米管電催化氧還原反應(yīng)的研究
    4.3 甲醇氧化電催化性能表征
    4.4 合金催化劑催化二氧化碳還原的性能測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 硼氫化鈉還原對(duì)三元合金納米材料改性處理
    5.1 硼氫化鈉還原三元合金納米材料的制備及形貌表征
        5.1.1 改性處理方法
        5.1.2 形貌結(jié)構(gòu)表征
    5.2 改性處理對(duì)合金納米管電催化性能的提升
        5.2.1 P25Cu44Pd31的電催化性能
        5.2.2 Pt37Cu32Au31的電催化性能
    5.3 合金表面電子結(jié)構(gòu)及價(jià)態(tài)分析
        5.3.1 Pt25Cu44Pd31合金
        5.3.2 Pt37Cu32Au31合金
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：3787518