电化学置换法合成PtAgAu空心纳米颗粒及其电化学性能研究

发布时间：2017-06-13 08:10

  本文关键词：电化学置换法合成PtAgAu空心纳米颗粒及其电化学性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多金属空心纳米材料较大的比表面积、较小的密度以及在同一纳米颗粒中不同的原子之间的电子协同作用使得其在生物成像、光热治疗以及能量存储等方面有很好的应用前景。铂基多金属空心纳米材料在燃料电池方面有很重要的应用。目前普遍使用的铂基空心纳米材料的合成方法为电化学置换法(galvanic replacement)。Au纳米颗粒的形貌丰富但是比较稳定难以被其他金属盐氧化。我们选择以Au@Ag核壳纳米颗粒为模板,通过Au、Ag之间的电荷转移来降低Au的电极电势促进其氧化来制备多金属空心纳米材料。我们通过电化学置换法合成了不同形貌的PtAgAu空心纳米颗粒,对反应过程和反应机理进行了探讨,并通过甲酸氧化对其电催化性能进行了研究。主要研究内容如下：1、在CTAB存在条件下,Au@Ag核壳纳米棒与K2PtCl4发生电化学置换反应(galvanic replacement),生成高质量的PtAgAu纳米管。在此过程过中,Ag壳与Au核都与K2PtCl4发生电化学置换反应。通过透射电子显微镜(TEM)照片发现产物的形貌演变过程为Au@PtAg摇铃结构、两端空心的Au@PtAgAu纳米棒、PtAgAu纳米管。通过一系列的对照实验证明了该反应中的氧化剂为K2PtCl4并非溶解在溶液中的氧气。Ag壳的存在以及其与Au纳米棒核的接触作用在Au核与K2PtCl4的置换反应中起着至关重要的作用,XPS光谱证明了电荷从Au向Ag转移,降低了Au纳米棒核的电极电势并促进了其氧化,我们通过对照实验也证明了这一点。我们通过甲酸氧化测试了PtAgAu纳米管的电催化性能。2、利用Au、Ag之间的电荷转移以Au@Ag核壳纳米球为模板,与K2PtCl4发生电化学置换反应合成PtAgAu空心纳米球,通过透射电子显微镜(TEM)照片表征了其反应过程。通过改变Au球的尺寸来控制PtAgAu空心纳米球中不同元素的比例。不同元素比例的PtAgAu空心纳米球在甲酸氧化方面的电催化活性不同,但是其电催化活性均高于商业铂碳。
【关键词】：空心纳米颗粒 电化学置换 反应机理 甲酸氧化
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;O643.36
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 符号说明11-12
• 第一章 绪论12-43
• 1.1 引言12-13
• 1.2 空心贵金属纳米材料的合成方法13-22
• 1.2.1 电化学置换法13-16
• 1.2.2 柯肯达尔效应16-19
• 1.2.3 模板法19-20
• 1.2.4 化学腐蚀法20-22
• 1.3 空心贵金属纳米材料在电催化方面的应用22-30
• 1.3.1 电催化氧化甲醇23-24
• 1.3.2 电催化氧化乙醇24-26
• 1.3.3 电催化氧化甲酸26-28
• 1.3.4 氧还原反应28-30
• 1.4 本论文的研究思路和主要研究内容30-31
• 1.5 参考文献31-43
• 第二章 通过电荷转移加速电化学置换反应制备PtAgAu空心纳米管及其电催化性能研究43-60
• 2.1 引言43-44
• 2.2 实验部分44-45
• 2.2.1 实验试剂44
• 2.2.2 PtAgAu纳米管的制备44-45
• 2.2.3 材料表征45
• 2.2.4 电催化性能的测试45
• 2.3 结果与讨论45-55
• 2.3.1 PtAgAu纳米管的结构及成分45-48
• 2.3.2 PtAgAu纳米管的形成过程48-49
• 2.3.3 PtAgAu纳米管的形成机理49-53
• 2.3.4 PtAgAu纳米管催化性能的评价53-55
• 2.4 本章小结55
• 2.5 参考文献55-60
• 第三章 PtAgAu空心纳米球的合成及其电催化性能研究60-72
• 3.1 引言60-61
• 3.2 实验部分61-62
• 3.2.1 实验试剂61
• 3.2.2 PtAgAu空心纳米球的制备61-62
• 3.2.3 材料表征及性能测试62
• 3.3 结果与讨论62-67
• 3.3.1 PtAgAu空心纳米球的结构与成分62-65
• 3.3.2 PtAgAu空心纳米球的形成过程65-66
• 3.3.3 性能评价66-67
• 3.4 本章小结67-68
• 3.5 参考文献68-72
• 结论与展望72-73
• 致谢73-74
• 硕士期间发表的学术论文74-75
• 附件75-84
• 学位论文评阅及答辩情况表84

【相似文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 孙红颜;电化学置换法合成PtAgAu空心纳米颗粒及其电化学性能研究[D];山东大学;2016年

  本文关键词：电化学置换法合成PtAgAu空心纳米颗粒及其电化学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：446099