本文關(guān)鍵詞：鉑基雙金屬納米晶的可控制制備及其甲醇氧化性能研究

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【摘要】：直接甲醇燃料電池具有污染物排放低,能量密度和能量轉(zhuǎn)換效率都高的特點(diǎn),是質(zhì)子交換膜燃料電池中最具商業(yè)化應(yīng)用前景的一種。鉑基雙金屬納米晶被認(rèn)為是直接甲醇燃料電池理想的陽極催化劑。設(shè)計(jì)和調(diào)控鉑基雙金屬納米晶的組分、形貌、結(jié)構(gòu)是提高其甲醇氧化催化性能的關(guān)鍵。本文中我們用液相法合成了具有獨(dú)特形貌結(jié)構(gòu)的鉑基雙金屬納米晶,包括釕修飾鉑結(jié)構(gòu)的立方體納米晶和二十面體納米晶,六足枝狀鉑銅合金納米晶和空心結(jié)構(gòu)鉑銅合金納米晶,并通過實(shí)驗(yàn)探討了它們的形成機(jī)理,最后通過電化學(xué)分析方法,研究了這幾種鉑基納米晶的甲醇氧化催化性能。本文的主要創(chuàng)新結(jié)果如下：(1)采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和油胺的混合溶劑體系,一步法合成了{(lán)100}晶面外露的立方體鉑釕納米晶。研究發(fā)現(xiàn),引入的DMF能與釕前驅(qū)體作用產(chǎn)生CO,而CO對Pt{100}晶面的選擇性吸附是最終形成立方體形貌的關(guān)鍵。在上述合成中引入正十六烷溶劑,設(shè)計(jì)兩相反應(yīng)體系,通過界面反應(yīng)控制反應(yīng)動力學(xué),降低反應(yīng)速度,制備了{(lán)111)晶面外露的孿晶二十面體鉑釕納米晶。由于兩種鉑釕納米晶的尺寸、成分相近,為研究納米晶的形貌結(jié)構(gòu)對甲醇氧化催化性能的影響提供了一個(gè)好的平臺。與相近組分的鉑釕納米顆粒相比,所制得的兩種鉑釕納米晶在甲醇氧化性能測試中展現(xiàn)了良好的活性和穩(wěn)定性,并且{111)晶面外露的孿晶二十面體鉑釕納米晶比{100)晶面外露的立方體具有更好的甲醇氧化性能。(2)采用液相法,我們合成了六足枝狀PtCu3合金納米晶。研究發(fā)現(xiàn)DMF和氯鉑酸前驅(qū)體中的氯離子對這種形貌的形成起了關(guān)鍵作用。通過降低溫度,我們進(jìn)一步制備了空心結(jié)構(gòu)PtCu3合金納米晶。兩種鉑銅合金納米晶催化劑顯示了優(yōu)異的甲醇氧化催化性能。其中六足枝狀鉑銅合金納米晶的比活性和質(zhì)量活性分別達(dá)到商業(yè)Pt/C催化劑的12.9和13.2倍；空心結(jié)構(gòu)的鉑銅合金納米晶的比活性和質(zhì)量活性分別為商業(yè)Pt/C催化劑的11.0和24.2倍。同時(shí),兩種鉑銅合金納米晶都具有良好的抗中毒性和穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：鉑釕立方體 鉑釕二十面體 鉑銅合金 六足狀納米晶 空心結(jié)構(gòu) 甲醇氧化
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-12
• 第二章 文獻(xiàn)綜述12-34
• 2.1 引言12-13
• 2.2 直接甲醇燃料電池基礎(chǔ)13-15
• 2.2.1 直接甲醇燃料電池13-14
• 2.2.2 甲醇陽極氧化機(jī)理14-15
• 2.3 鉑基直接甲醇燃料電池陽極催化劑15-33
• 2.3.1 Pt-Ru納米晶的研究進(jìn)展15-22
• 2.3.2 Pt-Sn納米晶的研究進(jìn)展22-26
• 2.3.3 Pt-Cu納米晶的研究進(jìn)展26-33
• 2.4 本論文研究內(nèi)容及意義33-34
• 第三章 實(shí)驗(yàn)試劑、設(shè)備及測試儀器34-38
• 3.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備34-35
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑34-35
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備35
• 3.2 儀器分析35-38
• 第四章 鉑釕納米晶的制備及其甲醇氧化性能研究38-60
• 4.1 引言38
• 4.2 立方體鉑釕納米晶的合成及其表征38-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)過程38-39
• 4.2.2 立方體鉑釕納米晶的表征39-42
• 4.2.3 立方體鉑釕納米晶的形成機(jī)理研究42-46
• 4.3 二十面體孿晶結(jié)構(gòu)鉑釕納米晶的合成及其表征46-53
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)過程46
• 4.3.2 二十面體鉑釕納米晶的表征46-50
• 4.3.3 二十面體鉑釕納米晶的形成機(jī)理研究50-53
• 4.4 鉑釕納米晶的甲醇氧化性能測試53-58
• 4.4.1 碳負(fù)載催化樣品的制備53-54
• 4.4.2 甲醇氧化電化學(xué)測試過程54
• 4.4.3 甲醇氧化性能54-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第五章 PtCu_3合金納米晶的制備及其甲醇氧化性能研究60-72
• 5.1 引言60
• 5.2 PtCu_3合金納米晶的合成60-64
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)過程60-61
• 5.2.2 PtCu_3合金納米晶的表征61-64
• 5.3 PtCu_3合金納米晶的形成機(jī)理研究64-68
• 5.4 甲醇氧化性能測試68-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-82
• 致謝82-84
• 個(gè)人簡歷84-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果86

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2 ;世界首次利用金屬納米結(jié)構(gòu)的光納米成像技術(shù)[J];吉林農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)信息;2006年02期

3 孟慶平,戎詠華,徐祖耀;金屬納米晶的相穩(wěn)定性[J];中國科學(xué)E輯:技術(shù)科學(xué);2002年04期

4 黃川;宋曉艷;魏君;韓清超;;金屬納米晶熱穩(wěn)定性的計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J];中國體視學(xué)與圖像分析;2008年03期

5 李志遠(yuǎn);李家方;;金屬納米結(jié)構(gòu)表面等離子體共振的調(diào)控和利用[J];科學(xué)通報(bào);2011年32期

6 金翼水;劉輔庭;;高功能性金屬納米纖維的制造及其性能評估[J];合成纖維;2011年10期

7 楊國楨;;評《金屬納米結(jié)構(gòu)表面等離子體共振的調(diào)控和利用》[J];科學(xué)通報(bào);2012年Z1期

8 黃敏;楊修春;趙建富;顧幸勇;梁華銀;錢士雄;;銀銅雙金屬納米晶玻璃復(fù)合材料光學(xué)三階非線性的研究[J];中國陶瓷工業(yè);2012年05期

9 張治平;張亞文;;可控形貌的雙金屬納米晶催化劑的研究進(jìn)展[J];大學(xué)化學(xué);2013年05期

10 于偉泳,劉漫紅,劉漢范,張?jiān)?高分子穩(wěn)定釕金屬納米簇的制備與表征[J];電子顯微學(xué)報(bào);1998年05期

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1 王仲玨;;金屬納米變質(zhì)技術(shù)新進(jìn)展[A];2010年中國鑄造活動周論文集[C];2010年

2 李志遠(yuǎn);;金屬納米微結(jié)構(gòu)和顆粒的表面等離子體共振[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

3 黃川;宋曉艷;魏君;韓清超;;金屬納米晶熱穩(wěn)定性的計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)研究[A];第十二屆中國體視學(xué)與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

4 李亞棟;;金屬納米催化[A];第六屆全國物理無機(jī)化學(xué)會議論文摘要集[C];2012年

5 李亞棟;;金屬納米催化[A];第十二屆固態(tài)化學(xué)與無機(jī)合成學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

6 宋曉艷;張久興;李乃苗;高金萍;楊克勇;劉雪梅;;金屬納米晶和納米粒子材料熱力學(xué)特性的模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[A];2005年全國計(jì)算材料、模擬與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

7 王樹林;李生娟;杜妍辰;徐波;李來強(qiáng);朱巖;;金屬納米結(jié)構(gòu)的干法室溫大規(guī)模制備[A];第八屆全國顆粒制備與處理學(xué)術(shù)和應(yīng)用研討會論文集[C];2007年

8 吳炳輝;陳光需;代燕;鄭南峰;;貴金屬納米晶的表界面調(diào)控[A];第十二屆固態(tài)化學(xué)與無機(jī)合成學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

9 郭霞;張巧;葉偉;謝芳;趙清;楊劍;;金基納米棒的選擇性腐蝕制備新穎多金屬納米結(jié)構(gòu)[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第33分會：納米材料合成與組裝[C];2014年

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1 本報(bào)記者 危麗瓊;雙金屬納米簇催化劑“1+1>2”[N];中國化工報(bào);2013年

2 張巍巍;美開發(fā)出高度控制金屬納米結(jié)構(gòu)的方法[N];科技日報(bào);2012年

3 記者　 毛黎;碳納米管與金屬納米導(dǎo)線成功連接[N];科技日報(bào);2007年

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1 孫明斐;異常一維金屬納米結(jié)構(gòu)彈性及塑性的分子動力學(xué)模似表征[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 李楠庭;石墨烯負(fù)載金屬納米結(jié)構(gòu)的制備及性能表征[D];南京大學(xué);2015年

3 宋瑋;多肽/金屬納米簇的制備及其用于生物分析檢測研究[D];南昌大學(xué);2015年

4 伍鐵生;基于金屬納米結(jié)構(gòu)的光傳輸特性及其應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

5 王超;Ir基貴金屬納米晶制備及其催化性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2016年

6 武振楠;基于金屬納米點(diǎn)的超薄二維組裝結(jié)構(gòu)構(gòu)筑[D];吉林大學(xué);2016年

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9 夏良平;基于金屬納米結(jié)構(gòu)的納光子器件研究[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2014年

10 古楊;基于局域表面等離激元共振的金屬納米結(jié)構(gòu)折射率傳感[D];武漢大學(xué);2011年

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1 倪媛;貴金屬納米結(jié)構(gòu)的可控合成及其光熱效應(yīng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

2 楊榮;貴金屬納米晶合成及其性能研究[D];浙江理工大學(xué);2015年

3 周光菊;基于Au十面體構(gòu)筑貴金屬納米結(jié)構(gòu)及應(yīng)用研究[D];海南大學(xué);2014年

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5 徐志華;各向異性金屬納米結(jié)構(gòu)等離激元光學(xué)特性及在方向探針和極化信息加密中的應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2016年

6 林卓清;鉑基雙金屬納米晶的可控制制備及其甲醇氧化性能研究[D];浙江大學(xué);2016年

7 張先濤;基于表面等離子體效應(yīng)的超衍射極限聚焦方法研究[D];西南交通大學(xué);2016年

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10 楊正銘;具有深紫外表面等離子特性金屬納米結(jié)構(gòu)的制備與應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2016年

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