铂基纳米材料的合成及其电催化性能研究
发布时间：2021-03-29 11:11
贵金属铂（Pt）作为高效电催化剂普遍应用于燃料电池,但是Pt在地球上的含量稀少,价格昂贵,限制了燃料电池的商业性发展。Pt基纳米材料由贵金属Pt和另一种金属共同组成,不仅可以提高Pt的利用率,而且还可以利用金属间的电子效应和协同作用,通过调控Pt基纳米材料的尺寸、形貌、组分和结构,提高纳米材料的催化活性。纳米材料具有独特的尺寸效应,可以通过调控纳米粒子的大小来调节其光学、化学和物理性质。相对于零维纳米材料,一维纳米材料具有较高结构稳定性和较快的电子传输速率等特点,提高其催化性能;与一维纳米材料相比,三维纳米材料具有更大的比表面积和更丰富的孔隙结构,可以进一步促进电子转移,提高催化活性和稳定性,因此,如何调控Pt基纳米材料形貌对电催化剂的发展具有重要意义。本论文采用简单的一步合成法制备了 Pt基纳米材料,通过TEM、XRD等各种表征手段对所制备样品的组成和结构进行了分析,并将制备的Pt基纳米材料作为电催化剂应用到直接醇类氧化反应中。主要研究内容概括如下:（1）以间苯三酚为还原剂,通过改变间苯三酚的用量制备出不同尺寸的PtAg纳米颗粒,将不同尺寸的PtAg纳米颗粒作为催化剂应用到乙二醇氧化...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?（ａ，ｂ）?ＰｔＣｕＢｉＭｎ纳米片的透射电镜图和高分辨图，（ｃ）线扫图（ｄ）??ＰｔＣｕＢｉＭｎ纳米片高角度环形暗场扫描电镜图和能谱映射图
铂基纳米村料的合成及其电催化性能研究?第一章??Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎ和Ｐｂ）是具有不同的形貌（纳米多面体、纳米线、纳米片和??纳米枝晶）。不同形貌的纳米催化剂具有不同的暴露晶面，有机小分子在不同晶面上??的反应能力不同，因此，合成不同形貌的纳米催化剂是提高催化性能的重要方法之??一。Ｈｕａｎｇ［４４］等人采用一步湿化学方法系统合成了形貌可调的超细ＰｔＲｕ纳米催化剂??（纳米线、纳米棒和纳米立方体）（图１．２），并考察了它们在甲醇氧化反应中的电催??化活性，结果表明，丨１１１丨晶面的ＰｔＲｕ纳米线对甲醇氧化反应具有最高的稳定性和??电催化活性，分别是丨１００丨晶面ＰｔＲｕ纳米立方体和商业Ｐｔ／Ｃ的２．２８倍和４．３２倍，??这表明ＰｔＲｕ丨１１１丨晶面相对于｛１００｝晶面具有优越的甲醇氧化活性和抗中毒性能。??Ｃｈｅｎ［４５１等人通过调节ＰＶＰ的量合成出不同内凹程度的ＰｔＳｎ立方体（如图１．３），此??纳米立方体足由高能量丨丨１０丨品而的超薄纳米片组成的立方Ｐｔ－Ｓｎ合金纳米立方体，??ＰＶＰ和Ｐｔ－Ｓｎ合金化的存在对形成内ＦＩ?ＰｔＳｎ合金纳米立方体的形成具有重要意义。??Ｐｔ－Ｓｎ合金纳米立方体由于具有高能面、大比表面积和协同效应，对甲醇电催化氧化??时展现出很高的比表面电流密度和质量电流密度的电催化活性。??＿＿驪??－一―…喜??Ｉ誠ｉ??图１．２ＰｔＲｕ纳米晶的形态和结构表征，（ａ，?ｄ）?ＰｔＲｕ纳米线，（ｂ，?ｅ）?ＰｔＲｕ纳米??棒，（ｃ，ｆ）?ＰｔＲｕ纳米立方体的有代表性的透射电镜图，（ｇ）?ＰｔＲｕ纳米线和（ｈ）??ＰｔＲｕ纳米立方体的高分辨图，（ｉ）?ＰｔＲｕ纳米立方体的快速傅里叶变
第一章?钻基纳米村料的合成及其电催化性能研究??ＨＲＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ａｎ?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ?（ｇ）?ＰｔＲｕ?ＮＷ?ａｎｄ?（ｈ）?ＰｔＲｕ?ＮＣ，?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ??ＦＦＴ?ｐａｔｔｅｒｎ?（ｉ）?ｏｆ?（ｈ）．??图１．３保持Ｓｎ／Ｐｔ?（１：４）前驱体的量不变，改变加入ＰＶＰ的量得到Ｐｔ－Ｓｎ合金??纳米立方体的扫描电镜图，透射电镜图（右上角插图）和对应的模型图（左下角插??图），对应加?ＰＶＰ?的量（ａ）没有加?ＰＶＰ，（ｂ）?１０ｍｇ，?（ｃ）?２０ｍｇ，?（ｄ）?３００ｍｇ。??Ｆｉｇ．?１．３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ，?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?（ｕｐｐｅｒ－ｒｉｇｈｔ?ｉｎｓｅｔｓ），?ａｎｄ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｍｏｄｅｌｓ??（ｌｏｗｅｒ－ｌｅｆｔ?ｉｎｓｅｔｓ）?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄ?Ｐｔ－Ｓｎ?ａｌｌｏｙ?ＮＣｓ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｍｏｕｎｔｓ??ｏｆ?ＰＶＰ?ｗｈｉｌｅ?ｋｅｅｐｉｎｇ?ｔｈｅ?ｍｏｌａｒ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｓｎ／Ｐｔ?ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ?（１：４）：?ａ）?ｗｉｔｈｏｕｔ?ＰＶＰ，?ｂ）?１０??ｍｇ，?ｃ）?２０?ｍｇ，?ａｎｄ?ｄ）?３００?ｍｇ．??双组分／多组分催化剂中的金属之间有电子转移过程，具有电子效应，可以提高??贵金属的抗毒化能力，催化剂中金属之间的组分不同，对催化性能的影响也不同。??Ｓｃ〇ｆｉｅｌｄ［４６］等人用可持续温和的环境湿化学合成方法制备了具有一系列组分可控的超??薄均匀合金ＰｔＲｕＦｅ纳米线，与单金属Ｐｔ纳米线、二元Ｐｔ７Ｒｕ３纳米线、Ｐｔ７Ｆｅ
本文编号：3107449
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?（ａ，ｂ）?ＰｔＣｕＢｉＭｎ纳米片的透射电镜图和高分辨图，（ｃ）线扫图（ｄ）??ＰｔＣｕＢｉＭｎ纳米片高角度环形暗场扫描电镜图和能谱映射图
铂基纳米村料的合成及其电催化性能研究?第一章??Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｓｎ和Ｐｂ）是具有不同的形貌（纳米多面体、纳米线、纳米片和??纳米枝晶）。不同形貌的纳米催化剂具有不同的暴露晶面，有机小分子在不同晶面上??的反应能力不同，因此，合成不同形貌的纳米催化剂是提高催化性能的重要方法之??一。Ｈｕａｎｇ［４４］等人采用一步湿化学方法系统合成了形貌可调的超细ＰｔＲｕ纳米催化剂??（纳米线、纳米棒和纳米立方体）（图１．２），并考察了它们在甲醇氧化反应中的电催??化活性，结果表明，丨１１１丨晶面的ＰｔＲｕ纳米线对甲醇氧化反应具有最高的稳定性和??电催化活性，分别是丨１００丨晶面ＰｔＲｕ纳米立方体和商业Ｐｔ／Ｃ的２．２８倍和４．３２倍，??这表明ＰｔＲｕ丨１１１丨晶面相对于｛１００｝晶面具有优越的甲醇氧化活性和抗中毒性能。??Ｃｈｅｎ［４５１等人通过调节ＰＶＰ的量合成出不同内凹程度的ＰｔＳｎ立方体（如图１．３），此??纳米立方体足由高能量丨丨１０丨品而的超薄纳米片组成的立方Ｐｔ－Ｓｎ合金纳米立方体，??ＰＶＰ和Ｐｔ－Ｓｎ合金化的存在对形成内ＦＩ?ＰｔＳｎ合金纳米立方体的形成具有重要意义。??Ｐｔ－Ｓｎ合金纳米立方体由于具有高能面、大比表面积和协同效应，对甲醇电催化氧化??时展现出很高的比表面电流密度和质量电流密度的电催化活性。??＿＿驪??－一―…喜??Ｉ誠ｉ??图１．２ＰｔＲｕ纳米晶的形态和结构表征，（ａ，?ｄ）?ＰｔＲｕ纳米线，（ｂ，?ｅ）?ＰｔＲｕ纳米??棒，（ｃ，ｆ）?ＰｔＲｕ纳米立方体的有代表性的透射电镜图，（ｇ）?ＰｔＲｕ纳米线和（ｈ）??ＰｔＲｕ纳米立方体的高分辨图，（ｉ）?ＰｔＲｕ纳米立方体的快速傅里叶变
第一章?钻基纳米村料的合成及其电催化性能研究??ＨＲＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ａｎ?ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ?（ｇ）?ＰｔＲｕ?ＮＷ?ａｎｄ?（ｈ）?ＰｔＲｕ?ＮＣ，?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ??ＦＦＴ?ｐａｔｔｅｒｎ?（ｉ）?ｏｆ?（ｈ）．??图１．３保持Ｓｎ／Ｐｔ?（１：４）前驱体的量不变，改变加入ＰＶＰ的量得到Ｐｔ－Ｓｎ合金??纳米立方体的扫描电镜图，透射电镜图（右上角插图）和对应的模型图（左下角插??图），对应加?ＰＶＰ?的量（ａ）没有加?ＰＶＰ，（ｂ）?１０ｍｇ，?（ｃ）?２０ｍｇ，?（ｄ）?３００ｍｇ。??Ｆｉｇ．?１．３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ，?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?（ｕｐｐｅｒ－ｒｉｇｈｔ?ｉｎｓｅｔｓ），?ａｎｄ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｍｏｄｅｌｓ??（ｌｏｗｅｒ－ｌｅｆｔ?ｉｎｓｅｔｓ）?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄ?Ｐｔ－Ｓｎ?ａｌｌｏｙ?ＮＣｓ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｍｏｕｎｔｓ??ｏｆ?ＰＶＰ?ｗｈｉｌｅ?ｋｅｅｐｉｎｇ?ｔｈｅ?ｍｏｌａｒ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｓｎ／Ｐｔ?ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ?（１：４）：?ａ）?ｗｉｔｈｏｕｔ?ＰＶＰ，?ｂ）?１０??ｍｇ，?ｃ）?２０?ｍｇ，?ａｎｄ?ｄ）?３００?ｍｇ．??双组分／多组分催化剂中的金属之间有电子转移过程，具有电子效应，可以提高??贵金属的抗毒化能力，催化剂中金属之间的组分不同，对催化性能的影响也不同。??Ｓｃ〇ｆｉｅｌｄ［４６］等人用可持续温和的环境湿化学合成方法制备了具有一系列组分可控的超??薄均匀合金ＰｔＲｕＦｅ纳米线，与单金属Ｐｔ纳米线、二元Ｐｔ７Ｒｕ３纳米线、Ｐｔ７Ｆｅ
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