本文關(guān)鍵詞：胰島素輔助一維結(jié)構(gòu)鉑基合金的合成及催化性能研究

  更多相關(guān)文章： 納米材料 胰島素纖維 鉑鈀合金納米粒子鏈 鉑銠合金納米線 CO氧化 甲醇氧化

【摘要】：納米結(jié)構(gòu)Pt廣泛應(yīng)用于很多技術(shù)領(lǐng)域,包括作為燃料電池中的催化劑等,但因貴金屬Pt的儲(chǔ)量有限且價(jià)格昂貴,限制了其商業(yè)化應(yīng)用。鉑基合金不僅降低了貴金屬Pt的消耗,還能提高催化活性、延長(zhǎng)催化劑的壽命,因而受到廣泛關(guān)注。本論文選用胰島素纖維為模板,實(shí)現(xiàn)了具有一維結(jié)構(gòu)的鉑鈀合金納米粒子鏈和鉑銠合金納米線的制備,采用透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)、X射線光電子譜(XPS)對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、形態(tài)及組成進(jìn)行了表征,采用CO催化氧化及電化學(xué)催化實(shí)驗(yàn)考察了樣品的催化性能。具體的研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:使用胰島素纖維為模板制備得到鉑鈀合金納米粒子鏈,合金納米粒子尺寸均一,粒徑約為3.0 nm,所有粒子沿胰島素纖維軸向分布,組裝成一維鏈狀結(jié)構(gòu),長(zhǎng)達(dá)數(shù)微米�？疾炝饲膀�(qū)鹽中Pt Cl4和Pd Cl2的不同摩爾比例、反應(yīng)物濃度大小、還原劑種類等因素對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。催化氧化CO的測(cè)試結(jié)果表明Pt-Pd合金納米粒子鏈在80℃時(shí)開(kāi)始有催化作用,比市售鉑黑低80℃,表現(xiàn)出更高的反應(yīng)靈敏性。以胰島素纖維為模板制備得到長(zhǎng)達(dá)微米、直徑2.0~3.0 nm的鉑銠合金納米線。考察了前驅(qū)鹽中Pt Cl4和Rh Cl3的不同摩爾比例、反應(yīng)物濃度大小、還原劑種類等因素對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。采用氨水處理法去除了胰島素纖維模板,得到純凈的鉑銠合金納米線。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,純凈的鉑銠合金納米線的電化學(xué)活性面積(ECSA)為79.2 m2/gPt-Rh,比市售鉑碳催化劑(68.5 m2/gPt)高15.6%。在甲醇氧化測(cè)試中,以ECSA校準(zhǔn),Pt-Rh合金的前掃峰電流密度為0.57 m A/cm2,比市售的鉑碳催化劑(0.36m A/cm2)提高約58%,表明鉑銠合金納米線比市售鉑炭催化劑擁有更高的甲醇氧化催化活性。同時(shí)Pt-Rh合金納米線的If/Ib為1.78,呈現(xiàn)出強(qiáng)的抗CO中毒能力。計(jì)時(shí)電流法測(cè)試顯示制備的鉑銠合金納米線具有比市售鉑碳催化劑更好的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：納米材料 胰島素纖維 鉑鈀合金納米粒子鏈 鉑銠合金納米線 CO氧化 甲醇氧化
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.33;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 鉑基合金納米材料的研究進(jìn)展11-13
• 1.3 胰島素纖維簡(jiǎn)介13-14
• 1.4 胰島素纖維為模板合成金屬材料的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與表征方法18-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器18-19
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑18
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)表征分析方法19-21
• 2.2.1 透射電子顯微鏡（TEM）19
• 2.2.2 高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）和選區(qū)電子衍射（SAED）19-20
• 2.2.3 X射線電子能譜（EDS）20
• 2.2.4 X射線衍射分析（XRD）20
• 2.2.5 紫外-可見(jiàn)吸收光譜（UV-Visible）20
• 2.2.6 電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-OES）20
• 2.2.7 X射線光電子能譜（XPS）20-21
• 2.3 產(chǎn)物的催化性能表征21-24
• 2.3.1 催化氧化CO測(cè)試21-22
• 2.3.2 電催化性能測(cè)試22-24
• 第3章 Pt-Pd合金納米粒子鏈的合成與表征24-38
• 3.1 引言24-25
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分25-27
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器25
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程25-27
• 3.3 結(jié)果與討論27-36
• 3.3.1 胰島素纖維的形貌分析27-28
• 3.3.2 不同比例的前驅(qū)鹽制備Pt-Pd合金納米粒子鏈的形貌分析28-29
• 3.3.3 不同前驅(qū)鹽加入量制備Pt-Pd合金納米粒子鏈的形貌分析29-31
• 3.3.4 不同種類還原劑制備Pt-Pd合金納米粒子鏈的形貌分析31-32
• 3.3.5 Pt-Pd合金納米粒子鏈的紫外-可見(jiàn)光譜分析32-33
• 3.3.6 Pt-Pd合金納米粒子鏈的TEM分析33-34
• 3.3.7 Pt-Pd合金納米粒子鏈的XPS分析34
• 3.3.8 Pt-Pd合金納米粒子鏈的XRD分析34-35
• 3.3.9 Pt-Pd合金納米粒子鏈的催化性能分析35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第4章 Pt-Rh合金納米線的合成與表征38-56
• 4.1 前言38-39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分39-41
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器39
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程39-41
• 4.3 結(jié)果與討論41-55
• 4.3.1 不同比例的前驅(qū)鹽制備Pt-Rh合金納米線的形貌分析41-42
• 4.3.2 不同前驅(qū)鹽加入量制備Pt-Rh合金納米線的形貌分析42-44
• 4.3.3 不同種類還原劑制備Pt-Rh合金納米線的形貌分析44-45
• 4.3.4 Pt-Rh合金納米線的紫外-可見(jiàn)光譜分析45-46
• 4.3.5 Pt-Rh合金納米線去模板分析46-47
• 4.3.6 去除模板的Pt-Rh合金納米線的TEM分析47-49
• 4.3.7 Pt-Rh合金納米線的XRD分析49-50
• 4.3.8 Pt-Rh合金納米線的電催化性能分析50-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果65-66
• 致謝66-67
• 作者簡(jiǎn)介67

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