模板法合成中空贵金属基纳米材料及电催化性能研究
发布时间：2023-04-30 02:32
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的能源转换装置,涉及化学、材料、能源等多个学科,因其具有绿色高效、无充电时间限制、零排放无污染等优点,成为非常有潜力的新能源装置。Pt是质子交换膜燃料电池中最为常用的阴阳极电催化剂,但其价格昂贵,电催化性能有待提高,因此,设计与合成具备高催化活性与稳定性的低铂或非铂电催化剂,对于燃料电池的广泛应用有重要意义。目前的研究表明,为了提高贵金属的利用率,通常采用以下几种方法:1、负载型催化剂。通过将贵金属纳米粒子负载在具有高比表面积和高导电率的载体表面,如活性炭、碳纳米管,石墨烯等,通过空间限域效应,降低贵金属纳米晶的粒径,抑制金属纳米粒子在长期电催化过程中的迁移和聚集,进而提高催化剂的活性和稳定性。2、组分调节。通过掺杂其它非贵金属元素,调控贵金属的电子状态,提高目标分子在电极材料表面的吸附和转换效率;或者通过多元金属之间的相互协同作用和电子效应,提高贵金属组分的利用率;3、结构控制。设计具有不同形貌、晶面结构和尺寸的贵金属纳米材料,增大催化剂的比表面积,增加催化剂表面所能够暴露的活性位点,提高贵金属原子的利用率。基于以上因素,本文拟制备具有中空多孔结构...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 燃料电池阴阳极电催化反应
1.2.1 阳极电催化反应
1.2.2 阴极氧还原催化机理
1.3 燃料电池电催化剂发展历程概述
1.3.1 形貌结构尺寸可控的电催化剂
1.3.2 合金化电催化剂
1.3.3 载体型电催化剂
1.4 中空多孔纳米粒子合成方法
1.4.1 胶体合成法
1.4.2 模板法
1.5 本论文的选题意义及研究内容
1.5.1 本论文的选题意义
1.5.2 本论文的研究内容
1.6 参考文献
第2章 硬模板法合成Pd空心球和PdPt空心球电催化剂
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验步骤
2.2.3 电化学测试
2.2.4 仪器与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 物理化学表征
2.3.2 Pd HPNSs对甲酸氧化的电化学催化活性
2.3.3 Pt-Pd HPNSs对甲醇氧化的电化学催化活性
2.4 结论
2.5 参考文献
第3章 硬模板法合成三维石墨烯为骨架的Pd空心球电催化剂
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验步骤
3.2.3 仪器与表征
3.2.4 电化学测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 物理化学表征
3.3.2 电催化性能研究
3.4 结论
3.5 参考文献
第4章 普适硬模板法合成三维石墨烯为骨架的PtM(M=Fe,Co,Ni)合金空心球电催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验步骤
4.2.3 仪器与表征
4.2.4 电化学测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 物理化学表征
4.3.2 电催化性能研究
4.4 结论
4.5 参考文献
第5章 硬模板法合成全开放型Pt/holey r-GO/ Pt空心球电催化剂
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验步骤
5.2.3 仪器与表征
5.2.4 电化学测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 物理化学表征
5.3.2 电催化性能研究
5.4 结论
5.5 参考文献
第6章 软模板法合成二维柔性多孔的Pd纳米片电催化剂
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂
6.2.2 实验步骤
6.2.3 仪器与表征
6.2.4 电化学测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 物理化学表征
6.3.2 电催化性能研究
6.4 结论
6.5 参考文献
第7章 研究总结与展望
7.1 研究总结
7.2 研究展望
在读期间所获研究成果与资助
致谢
本文编号：3806240
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 燃料电池阴阳极电催化反应
1.2.1 阳极电催化反应
1.2.2 阴极氧还原催化机理
1.3 燃料电池电催化剂发展历程概述
1.3.1 形貌结构尺寸可控的电催化剂
1.3.2 合金化电催化剂
1.3.3 载体型电催化剂
1.4 中空多孔纳米粒子合成方法
1.4.1 胶体合成法
1.4.2 模板法
1.5 本论文的选题意义及研究内容
1.5.1 本论文的选题意义
1.5.2 本论文的研究内容
1.6 参考文献
第2章 硬模板法合成Pd空心球和PdPt空心球电催化剂
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验步骤
2.2.3 电化学测试
2.2.4 仪器与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 物理化学表征
2.3.2 Pd HPNSs对甲酸氧化的电化学催化活性
2.3.3 Pt-Pd HPNSs对甲醇氧化的电化学催化活性
2.4 结论
2.5 参考文献
第3章 硬模板法合成三维石墨烯为骨架的Pd空心球电催化剂
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验步骤
3.2.3 仪器与表征
3.2.4 电化学测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 物理化学表征
3.3.2 电催化性能研究
3.4 结论
3.5 参考文献
第4章 普适硬模板法合成三维石墨烯为骨架的PtM(M=Fe,Co,Ni)合金空心球电催化剂
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验步骤
4.2.3 仪器与表征
4.2.4 电化学测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 物理化学表征
4.3.2 电催化性能研究
4.4 结论
4.5 参考文献
第5章 硬模板法合成全开放型Pt/holey r-GO/ Pt空心球电催化剂
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验步骤
5.2.3 仪器与表征
5.2.4 电化学测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 物理化学表征
5.3.2 电催化性能研究
5.4 结论
5.5 参考文献
第6章 软模板法合成二维柔性多孔的Pd纳米片电催化剂
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 实验试剂
6.2.2 实验步骤
6.2.3 仪器与表征
6.2.4 电化学测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 物理化学表征
6.3.2 电催化性能研究
6.4 结论
6.5 参考文献
第7章 研究总结与展望
7.1 研究总结
7.2 研究展望
在读期间所获研究成果与资助
致谢
本文编号：3806240
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