二元Pd-M（Sn，Pb）纳米合金的合成及其在氧还原中的应用
发布时间：2021-01-06 05:45
化石燃料消耗带来世界能源危机和环境污染问题,燃料电池作为能量存储和转换装置,是缓解能源问题最具潜力的候选者。其中,氧还原反应（ORR）作为燃料电池的阴极反应,其缓慢的反应动力学一直是燃料电池的瓶颈问题。虽然文献报道合成了多种Pt-基催化剂,加快了氧还原动力学,但其储量有限、成本高、稳定性差,严重阻碍了商业化进程。因此,迫切需要设计合成低成本、高活性、稳定性良好的电催化剂,加快反应动力学,降低反应的电动势。而金属钯（Pd）被认为是最有发展前景的Pt替代品,存储量丰富,活性与Pt相当,但纯Pd的催化活性和稳定性远不如Pt催化剂。针对当前的Pd-基催化剂的研究现状,我们合成了纳米网状金属间相Pd3Pb和一系类PdxSny纳米晶（CNs）以及相应的纳米杂化体（NHs）,观察了其形貌特征,确定了相应的组分,解释了反应的机制原理,ORR测试证明了纳米晶以及相应的纳米杂化体材料具有优异的电催化活性和稳定性。具体的合成方法与测试结果如下:（1）先将聚乙二醇单十六烷基醚（表面活性剂）分散在1,3-二甲基丙撑脲（DMPU）的溶剂中,然后加入...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水分解和燃料电池反应的原理示意图
应催化剂（ORR）主要发生在燃料电池和金属-空气电池的阴极上，由于其需要快速的反应动力学改善，因此其动力学和反应机理一直是电化常认为 ORR 的机理是通过直接氧化生成水，或涉及形成过氧化物理如图 1.2 所示[4, 16]，首先氧气分子吸附到电极的表面，形成一个主要有三种途径还原 O2*中间体：途径一是直接的“4e-”反应途，然后 O*被还原为 H2O*；途径二是“2e-+2e-”反应途径，O2*先，形成 O*和 OH*中间体；途径三是“2e-”反应途径，O2*还原是以水为主产物，而第三种途径过氧化物是主要产物。对于燃料2 电子反应途径的动力学缓慢，4 电子途径对能量的快速转化才是生成关键在于催化剂的选择。
业学位硕士研究生学位论文 操作环境下，通过简单的电极测试比较不同催化剂的活性。对于 O验参数，其评价指标主要有：起始电位（Eonset）和半波电位（E1、转移电子数（n）和 H2O2产率等。图 1.3 显示了一个标准的 ORR个不同的区域。开始反应的速度比较缓慢，属于动力学控制区域。快，电流密度快速增加，进入了混合动力学扩散区域，转折的点称始电位越正，催化活性越高。当电流密度达到一个平台时，称之为流称为限制电流（JL），两段平台中间对应的电位称之为半波电位
本文编号：2960034
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水分解和燃料电池反应的原理示意图
应催化剂（ORR）主要发生在燃料电池和金属-空气电池的阴极上，由于其需要快速的反应动力学改善，因此其动力学和反应机理一直是电化常认为 ORR 的机理是通过直接氧化生成水，或涉及形成过氧化物理如图 1.2 所示[4, 16]，首先氧气分子吸附到电极的表面，形成一个主要有三种途径还原 O2*中间体：途径一是直接的“4e-”反应途，然后 O*被还原为 H2O*；途径二是“2e-+2e-”反应途径，O2*先，形成 O*和 OH*中间体；途径三是“2e-”反应途径，O2*还原是以水为主产物，而第三种途径过氧化物是主要产物。对于燃料2 电子反应途径的动力学缓慢，4 电子途径对能量的快速转化才是生成关键在于催化剂的选择。
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