少贵/非贵金属催化剂应用于甲酸氧化和氧还原
发布时间：2021-04-13 14:57
近年来极端气候的频繁出现使世界各国愈发关注环境保护这一经久不衰的话题。传统化石能源的不可再生性和对环境的破坏性已经成为各国搭建环境友好型能源系统的最大阻碍。科技发展和人口增长导致能源需求日益加剧,解决能源危机、开发绿色能源对世界发展的重要性不言而喻。在这样的客观情况和各国政府的大力支持之下,新能源领域迎来了蓬勃的发展。在新能源领域,燃料电池无疑是其中最闪烁的明星之一,它具有较高的能量密度,适宜的操作环境,绿色清洁的工作方式,被认为具有解决能源危机、缓解环境压力的巨大潜力。要使燃料电池具有大规模应用的可能性,催化剂的改良是必不可少的。就目前的研究来看,贵金属催化剂仍然是燃料电池中催化性能最为优异的一类,但是贵金属高昂的价格和稀少的储量对其进一步发展造成了不可忽视的阻碍。甲酸氧化（formic acid oxidation,FAO）是小分子燃料氧化中最简单的反应,而氧还原（oxygen reduction reaction,ORR）则是对于绝大多数燃料电池都不可或缺的部分。对于甲酸氧化过程而言,其对应的催化剂性能最优异的是钯（Pd）基催化剂,而Pd近几年来价格日益增高,造成催化剂成本的进一...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－丨．ＤＭＦＣｓ的主要构成［４３］
第一章绪ｉｔ?少贵／非贵金属催化剂应用于甲酸氧化和氧还原??Ｐｄ／Ｃ催化剂具有更高的ＦＡＯ催化性能，简便的方法也为研究人员提供了一定的??参考。图１－３Ａ和Ｂ分别是合成的Ｐｄ／ｒＧＯ的不同分辨率的ＴＥＭ图，可以清晰地??看到Ｐｄ纳米颗粒在石墨烯片上的均匀分布，其中大部分为球形，直径小于５纳??米，颗粒之间没有聚集或重叠。??ｍ??图１－３．?Ｐｄ／ＲＧＯ的（Ａ）低分辨率和（Ｂ）高分辨率ＴＥＭ图像。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３．?（Ａ）?ａｎｄ?（Ｂ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?Ｐｄ／ＲＧＯ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｉｎ?ｌｏｗｅｒ?ａｎｄ?ｈｉｇｈｅｒ??ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，?ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．??Ｗａｎｇ课题组［７０］采用简易的一步共还原法制备了纳米线网络状结构的ＡｕＰｄ??合金。循环伏安法（ｃｙｃｌｉｃ?ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ，?ＣＶ）和电流－时间曲线都证明了该方法合成??的催化剂对ＦＡＯ的催化活性得到了增强，并且稳定性得以提高，其结果优于商业??钯碳催化剂。??６??
第一章绪论?少贵／非贵金属催化剂应用于甲酸氧化和氧还原??ＰｄＮｉ／Ｃ、ＰｄＣｕ／Ｃ和ＰｄＮｉＣｕ／Ｃ合金，分别比较了这一系列催化剂的ＦＡＯ活性并??进行了分析研究。Ｐｄ／Ｃ和Ｐｄ基合金对ＦＡＯ的初始活性通过在０．５?Ｍ?Ｈ２ＳＯ４和０．５??Ｍ甲酸的ＣＶ法测试得到（图１－５Ａ）。对于所有样品，ＦＡＯ的最大阳极电流密度在??０．５?Ｖ?（相对于标准氢电极）左右，并且Ｐｄ基合金对ＦＡＯ的初始活性比Ｐｄ／Ｃ要好，??其中，ＰｄＮｉＣｕ／Ｃ三金属催化剂活性最好，电流密度为３．３?ｍＡ．ｃｍ－２，比Ｐｄ／Ｃ的??电流密度增加了?２．２倍。双金属催化剂ＰｄＮｉ／Ｃ和ＰｄＣｕ／Ｃ的活性与Ｐｄ／Ｃ相比也分??别增加了?１．５和２倍。??３．５????（ａ）?３３ｚｔｘ＿?——ＰｄＮｉＣｕ／Ｃ??３．０?－?／７?３?０??ＰｄＣｕ／Ｃ??ｂ??ＰｄＮＩ／Ｃ??１嚴?????????０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２??Ｅ?（Ｖ?ｖ＊．?ＲＨＥ）??８００?－（ｂ）?７９２?－ｐｉ＾－?—?ＰｄＮｉＣｕ／Ｃ??／?＼?ｕ?…ＰｄＣｕ／Ｃ??／?Ｔ７－Ｖ?６５４??ＰｄＮｌ／Ｃ??６００?－?Ｉ＼＼?……Ｐｄ／Ｃ??．?．?．０－５?Ｖ，?．?．?．??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２??Ｅ?（ｖｓ．?ＲＨＥ）??图１－５．?Ｐｄ基双金属或三金属在含有０．５?Ｍ甲酸的０．５?ＭＨ２ＳＯ４溶液中的ＣＶ图，??扫描速度为２０１Ｔ１Ｖ．Ｓ－１，其中图（ａ）和图（ｂ）分别以Ｐｄ的电化学活性比表面积（ＥＣＳＡ）??和质量进行了归一化处理。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５．
【参考文献】：
期刊论文
[1]Significant influence of doping effect on photovoltaic performance of efficient fullerene-free polymer solar cells[J]. Qian Kang,Qi Wang,Cunbin An,Chang He,Bowei Xu,Jianhui Hou. Journal of Energy Chemistry. 2020(04)
[2]Preparation and properties of a new porous ceramic material used in clean energy field[J]. Shuming Wang,Xiaofang Zhang,Fenghua Kuang,Jiangshan Li,Yanxin Wang,Ruiping Wang,Yanru Wang,Xin Lin,Jianming Li. Journal of Materials Science & Technology. 2019(07)
本文编号：3135509
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－丨．ＤＭＦＣｓ的主要构成［４３］
第一章绪ｉｔ?少贵／非贵金属催化剂应用于甲酸氧化和氧还原??Ｐｄ／Ｃ催化剂具有更高的ＦＡＯ催化性能，简便的方法也为研究人员提供了一定的??参考。图１－３Ａ和Ｂ分别是合成的Ｐｄ／ｒＧＯ的不同分辨率的ＴＥＭ图，可以清晰地??看到Ｐｄ纳米颗粒在石墨烯片上的均匀分布，其中大部分为球形，直径小于５纳??米，颗粒之间没有聚集或重叠。??ｍ??图１－３．?Ｐｄ／ＲＧＯ的（Ａ）低分辨率和（Ｂ）高分辨率ＴＥＭ图像。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３．?（Ａ）?ａｎｄ?（Ｂ）?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?Ｐｄ／ＲＧＯ?ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｉｎ?ｌｏｗｅｒ?ａｎｄ?ｈｉｇｈｅｒ??ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，?ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．??Ｗａｎｇ课题组［７０］采用简易的一步共还原法制备了纳米线网络状结构的ＡｕＰｄ??合金。循环伏安法（ｃｙｃｌｉｃ?ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ，?ＣＶ）和电流－时间曲线都证明了该方法合成??的催化剂对ＦＡＯ的催化活性得到了增强，并且稳定性得以提高，其结果优于商业??钯碳催化剂。??６??
第一章绪论?少贵／非贵金属催化剂应用于甲酸氧化和氧还原??ＰｄＮｉ／Ｃ、ＰｄＣｕ／Ｃ和ＰｄＮｉＣｕ／Ｃ合金，分别比较了这一系列催化剂的ＦＡＯ活性并??进行了分析研究。Ｐｄ／Ｃ和Ｐｄ基合金对ＦＡＯ的初始活性通过在０．５?Ｍ?Ｈ２ＳＯ４和０．５??Ｍ甲酸的ＣＶ法测试得到（图１－５Ａ）。对于所有样品，ＦＡＯ的最大阳极电流密度在??０．５?Ｖ?（相对于标准氢电极）左右，并且Ｐｄ基合金对ＦＡＯ的初始活性比Ｐｄ／Ｃ要好，??其中，ＰｄＮｉＣｕ／Ｃ三金属催化剂活性最好，电流密度为３．３?ｍＡ．ｃｍ－２，比Ｐｄ／Ｃ的??电流密度增加了?２．２倍。双金属催化剂ＰｄＮｉ／Ｃ和ＰｄＣｕ／Ｃ的活性与Ｐｄ／Ｃ相比也分??别增加了?１．５和２倍。??３．５????（ａ）?３３ｚｔｘ＿?——ＰｄＮｉＣｕ／Ｃ??３．０?－?／７?３?０??ＰｄＣｕ／Ｃ??ｂ??ＰｄＮＩ／Ｃ??１嚴?????????０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２??Ｅ?（Ｖ?ｖ＊．?ＲＨＥ）??８００?－（ｂ）?７９２?－ｐｉ＾－?—?ＰｄＮｉＣｕ／Ｃ??／?＼?ｕ?…ＰｄＣｕ／Ｃ??／?Ｔ７－Ｖ?６５４??ＰｄＮｌ／Ｃ??６００?－?Ｉ＼＼?……Ｐｄ／Ｃ??．?．?．０－５?Ｖ，?．?．?．??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０?１．２??Ｅ?（ｖｓ．?ＲＨＥ）??图１－５．?Ｐｄ基双金属或三金属在含有０．５?Ｍ甲酸的０．５?ＭＨ２ＳＯ４溶液中的ＣＶ图，??扫描速度为２０１Ｔ１Ｖ．Ｓ－１，其中图（ａ）和图（ｂ）分别以Ｐｄ的电化学活性比表面积（ＥＣＳＡ）??和质量进行了归一化处理。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５．
【参考文献】：
期刊论文
[1]Significant influence of doping effect on photovoltaic performance of efficient fullerene-free polymer solar cells[J]. Qian Kang,Qi Wang,Cunbin An,Chang He,Bowei Xu,Jianhui Hou. Journal of Energy Chemistry. 2020(04)
[2]Preparation and properties of a new porous ceramic material used in clean energy field[J]. Shuming Wang,Xiaofang Zhang,Fenghua Kuang,Jiangshan Li,Yanxin Wang,Ruiping Wang,Yanru Wang,Xin Lin,Jianming Li. Journal of Materials Science & Technology. 2019(07)
本文编号：3135509
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