能源危機是現(xiàn)在社會發(fā)展需要面臨的重要問題,研究開發(fā)可替代化石燃料的新型清潔能源勢在必行。氫能就是一種可再生的清潔能源。電催化分解水是一種重要的制氫技術(shù)。Pt和Pt基催化劑對于分解水制氫具有極高的催化活性。制備含有少量Pt的高效催化劑對于分解水制氫具有重要意義。本學(xué)位論文分別用不同的方法制備了幾種負載有臨界Pt含量的AuPt合金納米材料,對制得的納米材料進行了電催化析氫性能測試,以甲酸為探針分子,證明催化劑中的Pt以高分散狀態(tài)存在。并根據(jù)電催化析氫活性,結(jié)合理論計算結(jié)果,提出了具有臨界Pt含量的納米AuPt合金電極表面上析氫反應(yīng)的新機理。主要內(nèi)容如下:1.以本課題組制得的納米多孔金膜（NPGF）電極為工作電極,采用原位電化學(xué)循環(huán)伏安法,在NPGF膜表面合金化修飾少量高分散的Pt原子,得到NPGF-t-Pt電極。此方法主要是利用Pt對電極在硫酸溶液中,通過陽極極化作用會出現(xiàn)微量氧化和溶解,經(jīng)循環(huán)伏安掃描可以將陽極溶解的微量Pt原子合金化修飾到工作電極上,進而得到NPGF-t-Pt電極。通過改變循環(huán)伏安圈數(shù)可以控制NPGF電極上修飾Pt原子的量。當(dāng)NPGF-t-Pt中Pt的含量達到5 at.... 

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

酸性溶液中電極表面的析氫機理[7]

性：一種方法是檢測催化劑在一定電勢下電流隨時間的般保證電流密度在 10 mA cm 2左右波動。另一種方檢測催化劑的循環(huán)析氫穩(wěn)定性，循環(huán)圈數(shù)一般不低于效率描述了電化學(xué)體系中電子使用效率。對于電化學(xué)化學(xué)析氫反應(yīng)的電子在消耗的電子總量中所占的比例到的氫氣量除以理論得到的氫氣量來進行計算。率（Turnover frequency TOF）為單位時間內(nèi)、單位催轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的數(shù)量，反應(yīng)了每個催化活性位點上多固體（非均相）催化劑來說，要獲得準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)化頻催化劑上除了易檢測到的表面活性位點外還有許多檢點。電催化氧化

這是因為表面的 Pt 和 Ag 原子之間存在協(xié)同效應(yīng)。Lu、Mu 和 Sun 等[52]在油胺和油酸存在的條件下，通過共還原法制得了 NiAu 合金納米粒子，然后在硫酸溶液中經(jīng) CV 掃描將其轉(zhuǎn)化為 NiAu/Au 核殼結(jié)構(gòu)。此催化劑具有接近于 Pt的催化析氫活性，而且具有較好的穩(wěn)定性。Zhang 和 Ma 等[53]在油胺和三辛基膦存在的條件下，通過共還原法制得 PdCu 合金納米立方。通過電化學(xué)作用將PdCu 納米立方修飾到玻碳（GC）電極表面后將其轉(zhuǎn)化為 PdCu@Pd 核殼結(jié)構(gòu)。這種核殼結(jié)構(gòu)具有類似于 Pt 的催化析氫活性和更好的析氫穩(wěn)定性。Cheng、Stambula 和 Wang 等[54]使用原子層沉積技術(shù)制得了負載在氮摻雜石墨烯上的單原子 Pt 和 Pt 團簇。單原子 Pt 的析氫催化活性是商業(yè) Pt/C 的 37 倍，而且具有較高的析氫穩(wěn)定性。Sort 和 Pellicer 等[55]采用膠束輔助法在具有不同活性的金屬基底上電沉積多孔 Fe-Pt 薄膜。在 Au 基底上沉積的 Fe-Pt 薄膜在堿性溶液中具有優(yōu)異的析氫活性和穩(wěn)定性。


本文編號：2980133