隨著環(huán)境污染和能源短缺等問題的日益加劇,發(fā)展清潔能源和開發(fā)可再生能源成為解決當下環(huán)境和能源問題的首要任務。燃料電池作為一種清潔能源轉換裝置,能將化學能直接轉化成電能,從而受到廣大科研工作者的關注。貴金屬納米催化劑由于其獨特的物理化學性質,一直在燃料電池領域中起著舉足輕重的作用。盡管鉑(Pt)基納米催化劑是目前燃料電池反應中首選的催化劑,但由于Pt存在儲量稀少、成本高昂以及易中毒等問題,極大限制了其進一步的商業(yè)化應用。針對這些問題,開發(fā)出可替代Pt的催化劑成為了目前燃料電池研究中的熱點與難點。鈀(Pd)基納米催化劑,由于其價格相對低廉、儲量相對豐富、催化性能優(yōu)異等優(yōu)勢,而且Pd和Pt具有相似的價電子結構和晶格常數(shù),被認為是有望替代Pt的催化劑之一。因此,Pd基納米催化劑的可控制備和電化學性能研究具有十分重要的基礎研究價值和廣闊的應用前景。本博士論文采用溶劑熱法制備Pd基納米催化劑,系統(tǒng)調控出一系列的Pd基納米結構,以獲取結構獨特、高活性的Pd基納米催化劑。同時,對所制備的Pd納米材料進行詳細的形貌表征、結構分析及生長機理研究,并深入探討了 Pd基納米結構與其電化學性能之間的構效關系。本論...

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    §1.1 引言
    §1.2 燃料電池
        §1.2.1 燃料電池簡介
        §1.2.2 燃料電池工作原理
        §1.2.3 直接甲醇燃料電池
        §1.2.4 直接甲酸燃料電池
    §1.3 貴金屬納米材料形貌的研究進展
        §1.3.1 貴金屬納米材料概述
        §1.3.2 金納米材料的形貌調控
        §1.3.3 銀納米材料的形貌調控
        §1.3.4 鉑納米材料的形貌調控
    §1.4 鈀基納米催化劑的研究進展
        §1.4.1 鈀基納米催化劑的制備方法
        §1.4.2 鈀基納米催化劑的催化應用
    §1.5 本論文的選題依據(jù)與主要研究工作
    參考文獻
第二章 非種子法可控制備鈀納米晶及電化學性能研究
    §2.1 引言
    §2.2 實驗部分
        §2.2.1 試劑
        §2.2.2 實驗步驟
        §2.2.3 儀器表征
        §2.2.4 電化學性能測試
    §2.3 實驗結果與討論
        §2.3.1 Pd四面體和內凹四面體的形貌和結構表征
        §2.3.2 Pd四面體和內凹四面體的生長機理研究
        §2.3.3 Pd納米片的形貌和結構表征
        §2.3.4 Pd納米片的生長機理研究
        §2.3.5 Pd納米晶的甲酸電氧化性能研究
    §2.4 本章小結
    參考文獻
第三章 溶劑誘導策略制備鈀納米晶及電化學性能研究
    §3.1 引言
    §3.2 實驗部分
        §3.2.1 試劑
        §3.2.2 實驗步驟
        §3.2.3 儀器表征
        §3.2.4 電化學性能測試
    §3.3 實驗結果與討論
        §3.3.1 Pd納米晶的形貌和結構表征
        §3.3.2 Pd納米晶的形成因素探究
        §3.3.3 Pd納米晶的乙二醇電催化性能研究
        §3.3.4 Pd納米晶的其它醇類電催化性能研究
    §3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 超薄Pt殼特征的內凹Pd-Pt核殼多面體及電化學性能研究
    §4.1 引言
    §4.2 實驗部分
        §4.2.1 試劑
        §4.2.2 實驗步驟
        §4.2.3 儀器表征
        §4.2.4 電化學性能測試
    §4.3 實驗結果與討論
        §4.3.1 內凹Pd-Pt核殼多面體的形貌和結構表征
        §4.3.2 內凹Pd-Pt核殼多面體的生長機理研究
        §4.3.3 內凹Pd-Pt核殼多面體的組分表征
        §4.3.4 內凹Pd-Pt核殼多面體的甲醇電催化性能研究
    §4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 雙金屬PdSn納米線的缺陷設計及電化學性能研究
    §5.1 引言
    §5.2 實驗部分
        §5.2.1 試劑
        §5.2.2 實驗步驟
        §5.2.3 儀器表征
        §5.2.4 電化學性能測試
        §5.2.5 X射線精細吸收結構測試及數(shù)據(jù)處理
        §5.2.6 密度泛函理論計算
    §5.3 實驗結果與討論
        §5.3.1 PdSn納米線的形貌和結構表征
        §5.3.2 PdSn波狀納米線的形貌和結構表征
        §5.3.3 PdSn波狀納米線的生長機理研究
        §5.3.4 PdSn波狀納米線的MOR性能研究
        §5.3.5 PdSn波狀納米線的ORR性能研究
        §5.3.6 PdSn波狀納米線的XPS表征
        §5.3.7 PdSn波狀納米線的DFT計算研究
    §5.4 本章小結
    參考文獻
第六章 雙金屬PdTe納米六方片的高效制備及電化學性能研究
    §6.1 引言
    §6.2 實驗部分
        §6.2.1 試劑
        §6.2.2 實驗步驟
        §6.2.3 膜電極組件的制備
        §6.2.4 儀器表征
        §6.2.5 三維電子衍射層析成像
        §6.2.6 電化學性能測試
        §6.2.7 密度泛函理論計算
    §6.3 實驗結果與討論
        §6.3.1 PdTe納米六方片的形貌表征
        §6.3.2 PdTe納米六方片的結構分析
        §6.3.3 PdTe納米六方片的ORR性能研究
        §6.3.4 PdTe納米六方片的抗CH₃OH性能研究
        §6.3.5 PdTe納米六方片的XPS和DRIFTS表征
        §6.3.6 PdTe納米六方片的DFT計算研究
    §6.4 本章小結
    參考文獻
第七章 總結與展望
    §7.1 研究總結
    §7.2 研究展望
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3753880