直接乙醇燃料電池（DEFC）因其環(huán)保、高效、低毒性、低排放以及豐富的燃料來源而被認為是新一代移動電源開發(fā)的理想選擇。貴金屬Pt被認為是氧氣還原反應和乙醇氧化反應的最有效催化劑,但它面臨成本過高、儲量有限和電化學不穩(wěn)定的問題,嚴重阻礙了DEFC的商業(yè)化推廣。面對當前的形式,開發(fā)具有良好催化活性和耐久性的非貴金屬催化劑是實現(xiàn)直接醇類燃料電池（DAFC）商業(yè)化的關鍵。本論文以降低催化劑中貴金屬的用量、提高催化劑的活性以及穩(wěn)定性為研究目標,從催化劑制備方法、載體材料、催化劑形貌和結構等方面著手合成三種不同的Pd基納米復合材料催化劑,并研究了在堿性條件下對乙醇的電催化性能。本論文的研究進展如下:（1）在氮氣的氛圍的保護下,利用硼氫化鈉還原硝酸鈷,合成鈷納米球并作為犧牲模板,通過H₂PdCl₄、CuCl₂與鈷納米球之間的置換反應合成PdCuCo合金納米催化劑。利用X-射線光電子能譜儀（XPS）、X-射線衍射光譜（XRD）和透射電子顯微鏡（TEM）等物理方法對催化劑的組成、結構和形貌等進行了詳細的表征。分析結果表明,所合成的納米材料呈... 

【文章來源】：上海師范大學上海市

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

直接乙醇燃料電池的原理示意圖

10mL(0.05M)的 NaBH4溶液，老化 15min，然后向上述溶液中分別快速注入600μL(0.034M)氯鈀酸和 200μL(0.1M)氯化銅溶液，反應 1 小時。反應結束后，將其轉移至離心管，于 10000r/min 條件下高速離心 15min，并用超純水對反應物進行超聲洗滌，洗滌三次，將所合成的 PdCuCo 合金納米催化劑分散在 5mL 超純水中備用。3.3 結果與討論3.3.1 PdCuCo 合金納米催化劑的制備過程圖 3-1 為 海 膽 狀 的 PdCuCo 合 金 納 米 催 化 劑 的 制 備 過 程 示 意 圖 。Co(II)/Co(-0.28V vs.標準氫電極)的標準還原電位低于 PdCl42-/Pd(0.59V vs.標準氫電極)和 Cu(II)/Cu(0.34V vs.標準氫電極)標準還原電位。用 NaBH4還原鈷離子合成的鈷納米溶膠，然后加入氯鈀酸，立即發(fā)生電化學置換反應(Co + PdCl42-→Co2++ Pd + 4Cl-，Co + Cu2+→Cu + Co2+)，鈷納米球中的 Co 原子被 Pd 和 Cu 離子逐漸消耗，最終形成中空的海膽狀 PdCuCo 合金納米結構。

Co3。如圖3-2所示，能量色散 X 射線光譜儀(EDS)證實了具有最佳催化性能的中空海膽狀PdCuCo 合金納米催化劑是由 Pd、Cu 和 Co 三種元素組成。


本文編號：3232019