本文關(guān)鍵詞：新型鉑基納米復(fù)合材料的可控合成及其催化性能研究

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【摘要】：納米材料是指幾何尺寸達(dá)到納米級(jí)尺度水平,并且具有特殊性能的材料。由于納米材料的結(jié)構(gòu)特殊,擁有大的比表面積和一系列塊體材料不具備的新效應(yīng)(如小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)等等),在電化學(xué)、電子學(xué)、傳感、光學(xué)、催化以及信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。發(fā)展新型納米材料,調(diào)控納米材料的結(jié)構(gòu)以提高和改善納米材料的性能是納米科學(xué)技術(shù)研究的重要領(lǐng)域。金屬鉑(Pt)納米材料,特別是摻雜了過(guò)渡金屬的Pt基納米復(fù)合材料,因其催化活性高和穩(wěn)定性好而被各國(guó)學(xué)者廣泛研究。本研究在實(shí)現(xiàn)不同形貌、結(jié)構(gòu)、組分的Pt基納米材料的可控合成及進(jìn)一步提高Pt基納米材料的催化活性和穩(wěn)定性方面做出了一些新的探索。主要內(nèi)容如下：1.多孔鉑金納米花／還原氧化石墨烯復(fù)合材料的合成及其催化性能研究以氯鉑酸和氯金酸為金屬前軀體,4-氨基吡啶為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和穩(wěn)定劑,抗壞血酸為還原劑,運(yùn)用簡(jiǎn)單溫和的溶液法制備出還原氧化石墨烯負(fù)載的多孔鉑金納米花,而且反應(yīng)體系中沒(méi)有添加任何晶種、模板和表面活性劑。我們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度和4-氨基吡啶的用量對(duì)納米花結(jié)構(gòu)的形成至關(guān)重要。與商業(yè)Pt/C(50 wt.%)相比,所制備的納米復(fù)合材料對(duì)催化對(duì)硝基苯酚的還原表現(xiàn)出了更高的催化活性(Kn=289×10-3mmol s-1 g-1)和穩(wěn)定性。2.鉑鎳納米雪花／還原氧化石墨烯復(fù)合材料的合成及其催化性能研究以氯鉑酸和氯化鎳為金屬前軀體,N,N-二甲基甲酰胺為溶劑和還原劑,乙二胺為表面活性劑和封端劑,利用簡(jiǎn)單的溶劑熱法成功制備了鉑鎳合金納米雪花／還原氧化石墨烯復(fù)合材料。所制備的納米復(fù)合材料物理性能通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)、X射線(xiàn)粉末衍射(XRD)、X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)和拉曼光譜(Raman)等技術(shù)進(jìn)行測(cè)試表征。該材料對(duì)催化對(duì)硝基苯酚還原為對(duì)氨基苯酚的反應(yīng)表現(xiàn)出了較高的催化活性(kn=67×10-3 mmol s-1 g-1)和穩(wěn)定性。3.一鍋法制備多孔花狀鉑金納米材料及其電催化性能研究以氯金酸和氯鉑酸為金屬前軀體,甲氨蝶呤為形貌調(diào)控劑和穩(wěn)定劑,利用抗壞血酸和水合肼共還原法制備出了鉑金合金納米花復(fù)合結(jié)構(gòu)。該方法沒(méi)有添加任何表面活性劑,所制備的納米復(fù)合材料對(duì)燃料電池中陽(yáng)極乙二醇氧化反應(yīng)(951.43 mA mg-1)和陰極氧氣還原反應(yīng)(44.42 mA mg-1)表現(xiàn)出了比商業(yè)Pt黑更高的催化活性和穩(wěn)定性。4.一鍋法制備鉑鈀鈷三金屬合金納米花及其電催化性能研究以乙酰丙酮鉑、乙酰丙酮鈀和乙酰丙酮鈷為金屬前軀體,以油胺為溶劑、表面活性劑和還原劑,氯化十六烷基吡啶一水合物為形貌導(dǎo)向劑和輔助表面活性劑,通過(guò)簡(jiǎn)單的一鍋溶劑熱法合成了鉑鈀鈷合金納米花。該合金納米花復(fù)合材料具有大的電化學(xué)活性面積,對(duì)乙二醇電化學(xué)氧化展現(xiàn)出了較高的催化活性(2347.50 mA mg-15. 多孔珊瑚狀鈀銀合金納米材料的制備及其電催化性能研究以三氟乙酸鈀和三氟乙酸銀為金屬前軀體,聚乙烯毗咯烷酮為表面活性劑,乙二醇為溶劑,利用簡(jiǎn)單的多元醇高溫還原法制備出了多孔珊瑚狀鈀銀合金納米復(fù)合材料。該材料具有特殊的多孔納米珊瑚結(jié)構(gòu),其電化學(xué)活性面積達(dá)到了55.85m2g-1,對(duì)丙三醇的電化學(xué)氧化表現(xiàn)出了較高的催化活性(1603.19 mA mg-1)和穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36

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本文編號(hào)：1171296