铂基纳米晶的可控合成及其电化学催化性能研究
[Abstract]:Over the past few decades, the massive use of fossil fuels worldwide has greatly increased the standard of living and a growing environmental problem. It is imminent to reduce the use of non renewable resources such as stone and chemical energy in the face of the aggravation of environmental pollution and the intensification of the energy crisis. The proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) can convert chemical energy into electrical energy with zero emission. It is an excellent substitute for fossil energy materials. Because of the high efficiency and high stability of the Pt nanocrystalline catalyst, the most important component of the catalyst for fuel cells is occupied. However, the lack of Pt resources and the expensive price are taken into account. Looking for a substitute for Pt to improve the activity of the catalyst has become a hot spot of scientific research. It is a major way to effectively reduce the use of Pt by using other metals and Pt as an effective way to reduce the use of Pt. In addition to other metals instead of Pt, the design and synthesis of nanocrystals with special structures, such as hollow structures, multistage porous structures, etc. In addition to considering the morphology of nanocrystalline, the introduction of defect sites in nanocrystalline is also an excellent means. Therefore, the construction of multilevel structure nanocrystals with numerous defect sites and hollow structures with high specific surface area are ideal means to solve the crisis of Pt resources. This paper reports a variety of methods in this paper. The synthesis method of the structure specific Pt nanocrystalline crystal has been systematically studied. Several Pt based catalysts reported in this paper have shown excellent performance in the very important formic oxidation and oxygen reduction reactions in fuel cells. This paper mainly includes the following aspects: 1. we introduce one kind. The size controlled multistage structure Pt-Cu triangular double cone structure. By changing the amount of KI added to the reaction in the experiment, the existence of the sample size from 110 nanometers to 250 nanometers is essential to the formation of the {111} twin crystal triangulated disk crystals. The multistage structure Pt-Cu triangular biconical nanocrystals are relative to the quotient. The Pt/C catalyst has shown better performance in the oxidation of formic acid by electrochemical catalysis. The fundamental reason for improving the catalytic properties of the material is.2.. We have synthesized two kinds of Pd-Pt-Cu three Yuan metal nanocrystals based on the growth of twenty surface nuclei (large twelve face and diamond twenty sides). These two kinds of nanocrystals. The growth of nanocrystalline in the special structure is the nucleation of the twenty facets. When the reaction system has little KI, the crystal growth preceded the twin interface perpendicular to the twenty surface, forming a large twelve surface structure. As the amount of KI increased, the coating effect of KI on the crystal surface was greatly increased, making the growth perpendicular to the twin interface direction. When the limit was stopped, when the KI amount reached a certain threshold, the nanocrystalline crystal grew in the direction perpendicular to the vertex of the twenty surface body, thus the structure of the diamond shaped twenty surface body was obtained. And the two nanocrystals belonged to the multi branched structure and had a large number of exposed twins. As an ideal catalyst, the oxygen reduction performance test was obtained. Excellent catalytic performance.3. we obtained three different structures of hollow structures by oxidizing different PdPt alloy nanocrystalline cubes. In the experiment, it was found that the morphology of the final oxidation etching product was determined by the ratio of the initial reaction of the two elements of the PdPt alloy nanocrystals. Under the etching condition of oxygen, the pure Pd would be different. The retained Pt will rearrange the migration, and the mode of Pt migration and aggregation determines the final morphology. The three hollow structure Pd-Pt alloy nano catalysts with high specific surface exhibit excellent catalytic performance in the electrochemical oxygen reduction reaction.
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36
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,本文编号:2153846
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