金基铂族贵金属纳米线催化剂的制备及相关机理探究
发布时间：2021-12-18 07:54
由于具有独特的物理化学性质,贵金属（如金、钯、铂;Au、Pd、Pt）纳米颗粒在催化、光学、生物传感、电子等众多领域都展现出巨大的应用前景。其中,贵金属纳米颗粒作为催化剂时,它们的尺寸、形貌和组成对其催化性能具有重要影响。通过改变贵金属纳米颗粒的结构和形貌可使其具有更高的比表面积和大量的活性位点,从而可以改善其催化性能。例如,一维贵金属纳米线具有高长径比、各向异性、高密度的活性位点等特性,这些特性可以增大催化反应过程中的有效作用面积并且有利于改善电子传输过程,所以一维贵金属纳米线具有优异的催化性能。此外,由于纳米线还具有柔性较大并且纳米线之间易于相互穿插形成三维的、相互交织的网络结构等优点,使其可以在高容量和高导电性的柔性电池中作为电极材料使用,因此得到了大家的广泛关注。已知同属铂族元素的纯钯和纯铂催化剂在直接醇类燃料电池领域具有优异的醇催化活性,但是纯钯和纯铂催化剂存在高成本、低活性和低稳定性等缺点,因此人们在不断地寻求制备高催化性能和低负载量的钯基和铂基催化剂的方法。例如,通过引入其它金属来制备具有合金、核壳或多元复合结构的钯基和铂基催化剂,这样不仅可以降低钯和铂的用量,而且由于金属...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１不同形貌和结构的Ｐｄ和Ｐｔ纳米线结构和性能表征：（ａ－ｃ，ｅ）?Ｐｄ纳米线，（ｄ，ｆ－ｊ）??Ｐｔ纳米线
波浪形构型和孪晶缺陷的存在而显示出较商业Ｐｄ／Ｃ材料更为优异的催化性能［８］。??此外，楼熊文课题组采用一步法成功制备了超细（？３?ｎｍ）、超长（？１０?ｐｍ）的纯??铀纳米线（图１－ｌｈ）并进一步组装形成状纳米线薄膜，该纳米线薄膜对甲醇、甲??酸等有机小分子的氧化及氧还原反应均具有良好的电催化活性和稳定性［１４］。??１．３．２多元复合贵金属纳米晶??Ｄｅｓｉｇｎ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｍｅｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆ?ｊ??。。各二??ＵＫｔｒａｎｋｔｔｒｕｃｔｕｖ?？ｆ?■?？７Ｔ：ｊ?ｆ??Ｍｕｆｔｉ?ｍｅｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?＾?ｕ?＊?｜??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?（Ｖｖｓ．?ＲＨＥ）??图１－２多元复合贵金属催化剂相对于单一金属催化的性能优势示意图［１７］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１?－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｄｖａｎｔａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉｅｌｅｍｅｎｔ?ｎｏｂｌｅ?ｍｅｔａｌ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?ｏｖｅｒ?ｍｏｎｏ？??ｍｅｔａｌ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?［１７］．??此外，由于钯和铂等铂族金属的自然储量较少，因此通过引入其它金属来构??造多元纳米复合材料不仅可以提高钯和拍的利用率，而且可以进一步提高钯基和??怕基催化剂的催化活性和稳定性。如图１－２的示意图所示［１７］，与单金属催化剂??相比，基于外加金属引发的电子效应或多种金属的协同作用等因素的影响，多元??复合金属催化剂会表现出优异的催化性能［１８］。一般来说，多元复合金属纳米材??料的元素之间有两种常见的混合方式［１９
波浪形构型和孪晶缺陷的存在而显示出较商业Ｐｄ／Ｃ材料更为优异的催化性能［８］。??此外，楼熊文课题组采用一步法成功制备了超细（？３?ｎｍ）、超长（？１０?ｐｍ）的纯??铀纳米线（图１－ｌｈ）并进一步组装形成状纳米线薄膜，该纳米线薄膜对甲醇、甲??酸等有机小分子的氧化及氧还原反应均具有良好的电催化活性和稳定性［１４］。??１．３．２多元复合贵金属纳米晶??Ｄｅｓｉｇｎ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｍｅｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆ?ｊ??。。各二??ＵＫｔｒａｎｋｔｔｒｕｃｔｕｖ?？ｆ?■?？７Ｔ：ｊ?ｆ??Ｍｕｆｔｉ?ｍｅｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?＾?ｕ?＊?｜??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?（Ｖｖｓ．?ＲＨＥ）??图１－２多元复合贵金属催化剂相对于单一金属催化的性能优势示意图［１７］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１?－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｄｖａｎｔａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉｅｌｅｍｅｎｔ?ｎｏｂｌｅ?ｍｅｔａｌ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?ｏｖｅｒ?ｍｏｎｏ？??ｍｅｔａｌ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?［１７］．??此外，由于钯和铂等铂族金属的自然储量较少，因此通过引入其它金属来构??造多元纳米复合材料不仅可以提高钯和拍的利用率，而且可以进一步提高钯基和??怕基催化剂的催化活性和稳定性。如图１－２的示意图所示［１７］，与单金属催化剂??相比，基于外加金属引发的电子效应或多种金属的协同作用等因素的影响，多元??复合金属催化剂会表现出优异的催化性能［１８］。一般来说，多元复合金属纳米材??料的元素之间有两种常见的混合方式［１９
【参考文献】：
期刊论文
[1]Trimetallic Au@PdPt core-shell nanoparticles with ultrathin PdPt skin as highly stable electrocatalysts for the oxygen reduction reaction in acid solution[J]. Xiaokun Li,Chunmei Zhang,Cheng Du,Zhihua Zhuang,Fuqin Zheng,Ping Li,Ziwei Zhang,Wei Chen. Science China（Chemistry）. 2019(03)
本文编号：3541958
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１不同形貌和结构的Ｐｄ和Ｐｔ纳米线结构和性能表征：（ａ－ｃ，ｅ）?Ｐｄ纳米线，（ｄ，ｆ－ｊ）??Ｐｔ纳米线
波浪形构型和孪晶缺陷的存在而显示出较商业Ｐｄ／Ｃ材料更为优异的催化性能［８］。??此外，楼熊文课题组采用一步法成功制备了超细（？３?ｎｍ）、超长（？１０?ｐｍ）的纯??铀纳米线（图１－ｌｈ）并进一步组装形成状纳米线薄膜，该纳米线薄膜对甲醇、甲??酸等有机小分子的氧化及氧还原反应均具有良好的电催化活性和稳定性［１４］。??１．３．２多元复合贵金属纳米晶??Ｄｅｓｉｇｎ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｍｅｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆ?ｊ??。。各二??ＵＫｔｒａｎｋｔｔｒｕｃｔｕｖ?？ｆ?■?？７Ｔ：ｊ?ｆ??Ｍｕｆｔｉ?ｍｅｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?＾?ｕ?＊?｜??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?（Ｖｖｓ．?ＲＨＥ）??图１－２多元复合贵金属催化剂相对于单一金属催化的性能优势示意图［１７］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１?－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｄｖａｎｔａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉｅｌｅｍｅｎｔ?ｎｏｂｌｅ?ｍｅｔａｌ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?ｏｖｅｒ?ｍｏｎｏ？??ｍｅｔａｌ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?［１７］．??此外，由于钯和铂等铂族金属的自然储量较少，因此通过引入其它金属来构??造多元纳米复合材料不仅可以提高钯和拍的利用率，而且可以进一步提高钯基和??怕基催化剂的催化活性和稳定性。如图１－２的示意图所示［１７］，与单金属催化剂??相比，基于外加金属引发的电子效应或多种金属的协同作用等因素的影响，多元??复合金属催化剂会表现出优异的催化性能［１８］。一般来说，多元复合金属纳米材??料的元素之间有两种常见的混合方式［１９
波浪形构型和孪晶缺陷的存在而显示出较商业Ｐｄ／Ｃ材料更为优异的催化性能［８］。??此外，楼熊文课题组采用一步法成功制备了超细（？３?ｎｍ）、超长（？１０?ｐｍ）的纯??铀纳米线（图１－ｌｈ）并进一步组装形成状纳米线薄膜，该纳米线薄膜对甲醇、甲??酸等有机小分子的氧化及氧还原反应均具有良好的电催化活性和稳定性［１４］。??１．３．２多元复合贵金属纳米晶??Ｄｅｓｉｇｎ?ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｍｅｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆ?ｊ??。。各二??ＵＫｔｒａｎｋｔｔｒｕｃｔｕｖ?？ｆ?■?？７Ｔ：ｊ?ｆ??Ｍｕｆｔｉ?ｍｅｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?＾?ｕ?＊?｜??Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?（Ｖｖｓ．?ＲＨＥ）??图１－２多元复合贵金属催化剂相对于单一金属催化的性能优势示意图［１７］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１?－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｄｖａｎｔａｇｅｓ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉｅｌｅｍｅｎｔ?ｎｏｂｌｅ?ｍｅｔａｌ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?ｏｖｅｒ?ｍｏｎｏ？??ｍｅｔａｌ?ｃａｔａｌｙｓｔｓ?［１７］．??此外，由于钯和铂等铂族金属的自然储量较少，因此通过引入其它金属来构??造多元纳米复合材料不仅可以提高钯和拍的利用率，而且可以进一步提高钯基和??怕基催化剂的催化活性和稳定性。如图１－２的示意图所示［１７］，与单金属催化剂??相比，基于外加金属引发的电子效应或多种金属的协同作用等因素的影响，多元??复合金属催化剂会表现出优异的催化性能［１８］。一般来说，多元复合金属纳米材??料的元素之间有两种常见的混合方式［１９
【参考文献】：
期刊论文
[1]Trimetallic Au@PdPt core-shell nanoparticles with ultrathin PdPt skin as highly stable electrocatalysts for the oxygen reduction reaction in acid solution[J]. Xiaokun Li,Chunmei Zhang,Cheng Du,Zhihua Zhuang,Fuqin Zheng,Ping Li,Ziwei Zhang,Wei Chen. Science China（Chemistry）. 2019(03)
本文编号：3541958
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