面向乙醇氧化铑铂核壳纳米电催化剂的制备与性能研究

发布时间：2022-04-25 17:49

　　随着科技的迅猛发展,人们对于能源的需求也在日益增长。然而地球上的化石能源日渐枯竭,环境污染加剧,开发可持续发展的清洁能源并大规模应用已经迫在眉睫。燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的一种装置,对于环境几乎是零污染,同时还能满足人们对能源的需求。近年来,替代甲醇作为直接燃料的有机小分子醇类引起了人们的广泛关注,例如用乙醇,乙二醇,丙三醇替代甲醇都有很多人进行了尝试,在众多的有机小分子醇类中,因为乙醇具有无毒无害、来源广泛、渗透率相对于甲醇较低、理论能量密度高等优势备受关注。在燃料电池中使用铂（Pt）基材料作为催化剂提高反应速率是当前最为可行的方法,Pt基催化剂加速阳极燃料氧化和阴极氧还原的性能都远高于其他材料。但是它们催化C-C键断裂能力很弱,易被CO等小分子中间体毒害,使得整体性能下降、能源转化效率低,并且在地壳中储量稀少、价格昂贵,致使催化剂成本昂贵。为了提高Pt的利用率以及Pt基催化剂的催化效率,人们研究了各种方法,包括对Pt基催化剂的形貌、尺寸、结构等进行调控。本文利用晶种二次生长策略合成得到表面结构可控的Rh@Pt核壳纳米晶,结合Rh、Pt两种金属的催化特性,通过对Pt壳层... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 燃料电池简介
        1.2.1 燃料电池的发展
        1.2.2 燃料电池的工作原理
        1.2.3 燃料电池的分类
        1.2.4 燃料电池的优势
    1.3 直接醇类燃料电池
        1.3.1 直接甲醇燃料电池
        1.3.2 直接乙醇燃料电池
    1.4 直接醇类燃料电池催化剂研究进展
        1.4.1 阴极催化剂
        1.4.2 阳极催化剂
    1.5 本论文的选题依据和研究内容
第2章 内凹程度可控的Rh@Pt核壳纳米立方体的合成及其乙醇电催化氧化的性能探究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂和仪器
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 仪器表征
        2.2.4 电化学测试
        2.2.5 电化学原位反射红外光谱(in situ FTIR)实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 不同内凹程度的铑铂核壳纳米立方体的结构表征
        2.3.2 不同内凹程度的铑铂核壳纳米立方体的生长机理研究
        2.3.3 不同内凹程度的铑铂核壳纳米立方体对乙醇电催化氧化性能研究
        2.3.4 原位电化学红外光谱测试
    2.4 本章小结
第3章 富含缺陷位的Rh@Pt核壳纳米枝的制备及乙醇电催化氧化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂和仪器
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 仪器表征
        3.2.4 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 纯Rh纳米枝的结构表征
        3.3.2 壳层厚度不同的Rh@Pt核壳纳米枝的结构表征
        3.3.3 壳层厚度不同的Rh@Pt核壳纳米枝对乙醇电催化氧化性能的研究
        3.3.4 壳层厚度不同的Rh@Pt核壳纳米枝对乙二醇电催化氧化性能研究
    3.4 本章小结
第4章 总结与展望
    4.1 研究总结
        4.1.1 Rh@Pt核壳纳米立方体
        4.1.2 Rh@Pt核壳纳米枝
    4.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3648059