隨著環(huán)境污染與能源過度消耗的問題日益加劇,探索與研發(fā)綠色清潔能源和高效的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重點領(lǐng)域之一。燃料電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的能源轉(zhuǎn)化裝置,用小分子燃料和氧氣作為原料,以水和少量二氧化碳為主要產(chǎn)物,被認為是改善能源結(jié)構(gòu)、尋覓新型清潔能源的重要突破口。小分子物質(zhì)（包括氫氣、醇類等）作為陽極燃料,其氧化程度和效率是評判燃料電池性能優(yōu)劣的重要指標,其中電催化劑在燃料的氧化中起著至關(guān)重要的作用。上世紀九十年代以來,隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展,納米電催化劑也受到廣泛關(guān)注。眾多研究表明,金屬納米電催化劑的設(shè)計合成可通過合金化、結(jié)構(gòu)控制、表面修飾、晶面控制合成等方法來調(diào)控催化劑表面電子結(jié)構(gòu)、幾何結(jié)構(gòu)以及晶面結(jié)構(gòu),以達到提高催化劑活性及穩(wěn)定性、降低催化劑成本的目的。析氧反應(yīng)（OER）和乙醇氧化反應(yīng)（EOR）作為影響燃料電池發(fā)展的兩個重要反應(yīng),其反應(yīng)的順利進行需要結(jié)合催化劑的設(shè)計合成理念制備出性能優(yōu)異的電催化劑。當(dāng)前,OER中電催化劑過電位較大以及EOR中電催化劑穩(wěn)定性差等問題使得電催化劑的設(shè)計合成仍存在著諸多挑戰(zhàn)。因此,本論文從金屬納米材料的設(shè)計合成出發(fā),成功制備出性能優(yōu)異的OE... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２水熱法制備ＰｔＰｄＮＰｓ的示意圖

金屬基納米材料的液相可控制備及其電催化應(yīng)用研究?第一章??性２９。沉淀法的優(yōu)點是可以實現(xiàn)金屬鹽分子級別的混合反應(yīng)，但是其不足之處在??于實驗步驟復(fù)雜，需要調(diào)節(jié)溶液的ｐＨ、叫保護以及長時間陳化等過程。??ｍｍ??圖１－１沉淀法制備Ｍｎ－ＮｉＣｏ２０４納米片的形貌圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ?ｏｆ?Ｍｎ－ＮｉＣｏ：〇４?ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ．??１．２．２水熱合成法??＾?Ｚｉ??綴３１料二聊??？?Ｐｔａ＊１?＾?Ｐｌ?ａｔｏｍ??？?Ｐｄａ／?Ｃ／?Ｐｄ?ａｔｏｍ??詹變＿??ｎ－ｎ?ｉｔａｃｋｌｎｉ?—?Ｖｋｎ?ｄ＊ｒ?Ｗａａｌｉ?Ｈｙｄｒｏｊ＊ｎ?ｂｏｎｃｆｃ??＾?ｉｎｃｒ？＊＊?蒙：??二：Ｉ?濯Ｐ??１００＊Ｃ?１８０＊Ｃ?２００＇Ｃ??圖１－２水熱法制備ＰｔＰｄＮＰｓ的示意圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ＰｔＰｄ?ＮＰｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ?ｍｅｔｈｏｄ．??水熱合成法一般是在反應(yīng)釜內(nèi)通過高溫高壓在水溶液等溶劑中合成物質(zhì)，再??經(jīng)分離和熱處理得到納米材料。在高溫高壓的環(huán)境下，離子反應(yīng)和水解反應(yīng)可以??得到加速和促進，使一些在常溫常壓下反應(yīng)速度很慢的熱力學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)快速反應(yīng)。??如Ｓｈｉ及其合作者利用水熱法制備出了負載在石墨烯上的ＰｔＰｄ合金納米顆粒（圖??３??

第一章?金屬基納米材料的液相可控制備及其電催化應(yīng)用研宄??１－２），在析氫反應(yīng)和乙二醇氧化反應(yīng)中的活性要明顯優(yōu)于商業(yè)Ｐｔ／Ｃ的性能。該方??法中通過改變反應(yīng)體系溫度，可以對納米顆粒的尺寸進行調(diào)整３Ｇ。相比于其它納??米材料制備方法，這種方法操作簡單，制備過程容易，但反應(yīng)時間較長，維持反??應(yīng)體系高溫的環(huán)境導(dǎo)致耗能較多。??１．２．３溶膠凝膠法??溶膠凝膠法是指易于水解的金屬鹽在一定條件下與水發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過水解與??縮聚過程逐漸凝膠化，再經(jīng)過干燥等后處理操作得到納米材料。如Ｈａｙａｔ及其合??作者用溶膠凝膠法制備出了納米ＺｎＯ?（圖１－３）。該方法首先在８（ＴＣ通過長時間??攪拌Ｚｎ（Ｎ０３）２和聚乙烯醇的水溶液來形成膠體，隨后在１００°Ｃ干燥２４ｈ，最后??通過熱處理制備出納米ＺｎＯ粉末。通過改變熱處理的溫度可以對納米ＺｎＯ粉末??的尺寸進行調(diào)控。該納米ＺｎＯ粉末對廢水中苯酚的光催化降解效率要明顯優(yōu)于商??業(yè)的ＺｎＯ顆粒３１。溶膠凝膠法由于經(jīng)過溶液反應(yīng)步驟，很容易均勻定量地摻入一??些微量元素，實現(xiàn)分子水平上的均勻摻雜，但納米材料的制備過程耗時過長，實??驗步驟繁瑣。??漏??圍圖??圖１－３溶膠凝膠法制備納米ＺｎＯ的ＳＥＭ圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１?－３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｎａｎｏ?ＺｎＯ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｓｏｌ－ｇｅｌ?ｍｅｔｈｏｄ．??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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