有机相纳米粒子的制备及其电化学性质研究

发布时间：2018-06-16 20:40

本文选题：纳米粒子 + 电化学　；参考：《吉林大学》2015年博士论文

【摘要】：近些年来，随着科技的进步、工业的发展，人们对于能源的需求日益增大。而纳米技术的崛起及其在在光、电、催化等能源相关领域的应用，毫无疑问的使得功能化的纳米粒子成为了人们研究的重点，尤其是在光、电、催化等能源相关领域的应用。纳米粒子由于具有特殊的量子限域效应以及纳米尺寸效应，因此被广泛的应用于电池技术，如太阳电池器件、燃料电池器件、超级电容器等等。纳米粒子的组成与结构，是影响器件性能的决定性因素。为了进一步优化器件的性能，以及完善器件结构，纳米粒子的制备技术也因而得到了迅猛的发展，不同种类、不同组分、不同结构的纳米粒子被成功的制备出来，纳米粒子的制备技术也因而得到了迅猛的发展。因此，，设计出操作简单、成本低廉的纳米粒子制备方法，合成具有特定功能、结构的纳米粒子，以求实现纳米粒子在光、电、催化等能源领域的广泛应用，实现能源领域技术的革新。本论文旨在研究纳米粒子在电化学领域的应用，通过制备出具有特定电催化、电容性质的纳米粒子，研究其在合成过程中的机理，并讨论所制备纳米粒子的结构与电化学性质方面的联系，进而推动纳米材料在光电领域的应用。在第二章中，为优化Pt相关催化剂在催化燃料电池过程中的催化性质，我们利用有机相的方法制备了CoPt3合金纳米粒子。并通过调节反应体系中配体的比例，有效控制了纳米粒子在生长过程中的晶面选择性问题。成功制备出了表层晶面无序的类球形、（100）晶面主导的立方型、以及（111）晶面主导的类花型CoPt3纳米粒子。并利用电化学手段研究了不同晶面CoPt3纳米粒子在催化甲醇、甲酸时的电化学性质。研究发现，表层（111）晶面主导的类花型CoPt3纳米粒子具有最优的催化性质以及良好的抗CO中毒性质。在第三章中，我们通过研究过渡金属氧族化合物在碱性条件下的赝电容性质，制备超级电容器材料。利用有机相高温热解前驱体的方法制备了粒子尺寸为纳米级、尺寸可控的CoS材料。同时由于配体的引入，粒子在非极性溶剂中有着良好的分散性，有利于电容器材料在溶液相的加工。此外，我们利用电化学的研究方法，研究了电容器材料在碱性条件下的反应机理以及赝电容性质，并讨论了其电容性质的尺寸依赖特性。本章中制备的纳米级CoS材料由于尺寸小、比表面积相对较大，因而具有较高的比电容。在第四章中，为进一步讨论纳米粒子的性质与结构的相关特性，我们采用有机相“一锅法”制备了具有异质结构的Au-CuZnSe2纳米粒子。通过温度控制体系的反应进程，研究了该异质结构纳米粒子的生长机理，为Au纳米簇诱导CuZnSe2半导体生长过程。且由于晶面匹配的影响，异质结构粒子在生长过程中同样存在着取向性。电化学研究发现，异质结构纳米粒子由于结构中界面的存在，导致了电子云的偏移，使得其在催化氧气还原反应过程中较传统的Au催化剂具有更高的催化活性。电化学动力学的研究表明，催化过程为典型的四电子过程，且催化稳定性良好。
[Abstract]:Nano - particles are widely used in the fields of light , electricity , catalysis and other energy - related fields .

In chapter 2 , in order to optimize the catalytic properties of Pt - related catalysts in the process of catalytic fuel cells , we prepared CoPt3 alloy nanoparticles by adjusting the proportion of ligands in the reaction system .

In chapter 3 , we study the pseudo - capacitance properties of transition metal oxide compounds under alkaline conditions to prepare super capacitor materials .

In chapter 4 , the Au - CuZnSe2 nanoparticles with heterogeneous structure were prepared by organic phase " one - pot method " in order to further discuss the properties and structure of nano - particles .
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1

【共引文献】