贵金属纳米颗粒表面修饰与重构在电催化反应中的应用
发布时间：2020-12-20 21:34
最近几十年,纳米技术的迅猛发展推动了其在能源、催化、环境等领域的广泛应用。其中,金属纳米催化剂作为一种新型的催化材料,由于其特有的尺寸和晶体效应受到人们越来越多的关注。在催化反应中,纳米金属的表面结构决定了其催化反应的活性、选择性和稳定性。传统的液相胶体合成法可以通过选择不同的配体简易地控制纳米晶的表面形貌和晶面取向,但是配体的存在同样会对催化反应产生极大的影响。人们已经了解到纳米颗粒表面的配体对催化反应的影响可分为电子效应和位阻效应,但是区分这两种效应是非常困难的,如果能够找到方法将这两者区分开来并为我们所用,那么我们就能利用纳米颗粒表面的配体来设计并调控催化反应的活性和选择性。为此,本论文的研究内容将按照以下几个方向进行:在第二章中,我们提出了两种电化学策略:“Pt氧化法”和“氢气析出法”,顺利地将Pt纳米颗粒表面的配体去除。对于“Pt氧化法”来说,上限电位大于1.3V（vs.RHE）以及循环次数大于20圈是去除配体的最优条件。对于一些水溶性配体（比如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）,乙酸钠（NaOAc））来说,在经过彻底水洗去除未配位的配体后,只需要一圈...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１直接甲醇燃料电池（ＤＭＦＣ）的工作原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｄｉｒｅｃｔ?ｍｅｔｈａｎｏｌ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ?（ＤＭＦＣ）．??
ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ?ｆａｃｅｔｓ．?Ｓｃａｌｅ?ｂａｒｓ?ｉｎ?（Ｃ），?（Ｄ），?ａｎｄ?（Ｆ），?１００?ｎｍ．??表面形貌其实也是晶面的组合反应，一些高指数的晶面往往表现出比低指数晶面更好??的催化活性。如图１．４所示，孙世刚等人［１９］利用电化学方波电位合成出了?２４面体的Ｐｔ纳??米晶，这些纳米晶表面具有（７３０）等高指数晶面，因而对醇的电氧化表现出了很高的活??性。Ｙａｍａｎｃｈｉ等人［２（）’２１?］利用液相胶体合成的方法制备出了具有高指数晶面的ｐｔ纳米树枝，??这些纳米树枝在一系列催化反应中表现出了很好的活性。另一方面，Ｗａｎｇ等人［２２］利用低??８??
?像鬌％??ＨＰ？??Ｉ?ｉｉ＾?ｉ??图１．４?（Ａ）从球形Ｐｔ纳米晶电化学制备２４面体Ｐｔ纳米晶的示意图。（Ｂ）生长６０分钟??后的２４面体纳米晶的低倍扫描电镜图。（Ｃ和Ｄ）从不同方向照的２４面体Ｐｔ纳米晶的高??倍扫描电镜图，显示了?２４面体的形貌。（Ｅ）理想２４面体的几何模型。（Ｆ）?—个２４面体??Ｐｔ纳米晶的高倍扫描电镜图，表明由于相邻面之间尺寸不同引起的不完美的顶点。（〇、??（Ｄ）、（Ｆ）中的标尺为１００纳米??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?（Ａ）?Ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＴＨＨ?Ｐｔ?ＮＣｓ?ｆｒｏｍ?ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ．?（Ｂ）??Ｌｏｗ－ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＴＨＨ?Ｐｔ?ＮＣｓ?ｗｉｔｈ?ｇｒｏｗｔｈ?ｔｉｍｅ?ｏｆ?６０?ｍｉｎ．?（Ｃ?ａｎｄ?Ｄ）??Ｈｉｇｈ－ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?Ｐｔ?ＴＨＨ?ｖｉｅｗｅｄ?ｄｏｗｎ?ａｌｏｎｇ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ，?ｓｈｏｗｉｎｇ??ｔｈｅ?ｓｈａｐｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＴＨＨ．?（Ｅ）?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ａｎ?ｉｄｅａｌ?ＴＨＨ．?（Ｆ）?Ｈｉｇｈ－ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ＳＥＭ??ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ａ?ＴＨＨ?Ｐｔ?ＮＣ，?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｉｍｐｅｒｆｅｃｔ?ｖｅｒｔｉｃｅｓ?ａｓ?ａ?ｒｅｓｕｌｔ?ｏｆ?ｕｎｅｑｕａｌ?ｓｉｚｅ?ｏｆ?ｔｈｅ??ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ?ｆａｃｅｔｓ．?Ｓｃａｌｅ?ｂａｒｓ?ｉｎ?（Ｃ）
本文编号：2928584
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１直接甲醇燃料电池（ＤＭＦＣ）的工作原理??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｄｉｒｅｃｔ?ｍｅｔｈａｎｏｌ?ｆｕｅｌ?ｃｅｌｌ?（ＤＭＦＣ）．??
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