發(fā)布時間：2021-07-03 16:06

　　近年來,燃料電池由于具有高的能量密度、高的能量轉(zhuǎn)換效率和低的污染排放等優(yōu)勢,引起了許多研究者的關(guān)注。目前,貴金屬鉑（Pt）是燃料電池中最成熟有效的催化劑,且Pt基雙金屬催化劑比單金屬Pt表現(xiàn)出更加優(yōu)越的電催化性能。金屬銀（Ag）具有較強的導(dǎo)電性、抗毒性和穩(wěn)定性,以及優(yōu)良的電子傳遞能力。因此,為提高Pt基催化劑的催化性和降低催化劑中Pt的使用量與利用率,本論文在可控合成PtAg雙金屬納米復(fù)合材料以及電催化性能研究方面做出了一些新的探索。本論文發(fā)展優(yōu)化了一些新的材料生長調(diào)控劑和穩(wěn)定劑（L-羥基脯氨酸、二羥丙茶堿、1,4-雙（吡啶）亞丁基二溴化鹽）,采用一鍋濕化學(xué)共還原法,合成出三種形貌的PtAg納米復(fù)合材料,表征了它們的形貌特征和結(jié)構(gòu)組成,并詳細(xì)探究了三種材料的生長機制。此外,通過一系列電化學(xué)測試技術(shù)對材料的電催化性能和穩(wěn)定性進行了探究。結(jié)果表明所得PtAg納米復(fù)合材料比商業(yè)Pt/C、Pt黑和單金屬Pt催化劑具有更好的催化活性和穩(wěn)定性。具體內(nèi)容如下:（1）多枝狀鉑銀合金納米晶的合成及其對氧還原反應(yīng)和乙二醇氧化反應(yīng)的電催化性能研究以L-羥基脯氨酸作為形貌導(dǎo)向劑和穩(wěn)定劑,無需任何模板和晶種,采... 

【文章來源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１酸性直接醇類燃料電池的工作原理示意圖??醇類中甲醇和乙醇是最常用的燃料

Ｍａｔｓｕｏｋａ等人提出了乙二醇在堿性介質(zhì)中的電化學(xué)氧化（ＥＧＯＲ）反應(yīng)機制，??他們證實了乙二醇能夠通過非中毒途徑被氧化成草酸鹽（ｃｏｃｒ－ｃｏｃｒ），通過??中毒途徑被氧化成甲酸鹽（ＨＣＯＣＴ）。如圖１．３所示，甲酸鹽的進一步氧化會產(chǎn)??生Ｃ０中間物種，而草酸鹽在堿性溶液中則比較穩(wěn)定，不會被進一步氧化，所以，??與甲醇和乙醇相比，乙二醇在Ｐｔ？催化劑上的中毒效應(yīng)較弱。??丙三醇又稱甘油，是生物柴油生產(chǎn)時的副產(chǎn)物。近年來，ＤＡＦＣｓ為這種廢??棄產(chǎn)物的二次利用提供了可能性，成為ＤＡＦＣｓ的燃料。與其他電氧化醇相比，??在丙三醇電氧化過程中，催化劑不僅可以防止中間產(chǎn)物（ＣＯａｄｓ）中毒現(xiàn)象，而??且還能輕松斷開丙三醇氧化反應(yīng)（ＧＯＲ）過程中的Ｃ－Ｃ和Ｃ－Ｈ鍵［８］。由此可見，??發(fā)展高效清潔的直接丙三醇燃料電池是必要的。但目前為止丙三醇氧化過程中間??產(chǎn)物較為復(fù)雜，機理還需進一步探宄（圖１．４）陰。??其它具有高能量密度的醇類以及低毒性的多羥基醇在燃料電池中也有廣泛??的應(yīng)用

?￣Ｈ?。??圖１．３乙二醇在堿性介質(zhì)中的催化氧化機制圖??１．１．２氧氣的催化還原及催化劑??ＤＡＦＣｓ中陰極的氧還原反應(yīng)（ＯＲＲ）是電池中的重要組成部分，最早讓人??們認(rèn)可的ＯＲＲ反應(yīng)機制是由Ｄａｍｊａｎｏｖｉｃ等人提出的，他們表明，氧氣的還原反??應(yīng)是沿著兩條平行的反應(yīng)路徑進行的，其中一條是二電子轉(zhuǎn)移路徑，〇２首先在??較低電位下被還原為中間產(chǎn)物Ｈ２０２，之后再被還原成Ｈ２０。另一條是四電子轉(zhuǎn)??移路徑，〇２被直接還原成Ｈ２０。該反應(yīng)在酸性介質(zhì)中的化學(xué)方程式如下％??〇２?＋?４Ｈ＋?＋?４ｅ－?—?Ｈ２Ｃｈ?＋?２Ｈ＋?＋?２ｅ＿?—?２Ｈ２０?（二電子路徑）??０２?＋?４Ｈ＋?＋?４ｅ＿?—?２Ｈ２０?（四電子路徑）??二電子還原途徑會導(dǎo)致氧還原反應(yīng)效率的降低，而且產(chǎn)生的Ｈ２〇２會吸附在??催化劑表面，使催化劑中毒失活，從而降低催化劑的催化活性［２］。不管氧還原遵??循的是二電子途徑還是直接四電子途徑


本文編號：3262907