钯基电催化剂的制备及其电化学性能研究

发布时间：2021-04-21 09:13

　　由于传统化石燃料资源的逐渐减少以及此类燃料对环境的不利影响,对可再生和可持续能源的需求日益增加。燃料电池因其高能量转换效率和环境友好性而受到特别关注,而电催化剂是改善燃料电池性能的关键。本论文以合成高活性Pd基电催化剂为目的,通过优化工艺路线制备了具有独特纳米链网络状结构的Pd NCNs和Pd-Pt NCNs电催化剂,系统研究了它们对甲醇、乙醇及甲酸的电催化氧化性能。1.采用聚乙烯醇作为绿色还原剂和稳定剂,一步水热还原制备出Pd NCNs电催化剂,通过调节反应温度、pH值实现了对催化剂颗粒尺寸以及Pd金属含量的调控。在弱酸性条件下所得样品Pd NCNs-1中,电催化剂颗粒均匀分散在PVA中,粒径为4.45 nm。电化学测试结果表明,电催化剂的催化氧化性能均随着溶液pH值减小而升高,其中,Pd NCNs-1电催化剂的电化学活性比表面积最大（118.4 m2 g-1）,且对甲醇（673.85 A g-1Pd）、乙醇（601.58 A g-1Pd）和甲酸（307.77 A g-1Pd）的电催化活性最佳。在1M甲醇溶液中循环120圈后,电流密度的衰减率仅为4.3%,在1 M甲醇溶液中反应500... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 电催化剂的发展状况
    1.2 贵金属电催化剂
        1.2.1 Pt基电催化剂
        1.2.2 Pd基电催化剂
    1.3 其他电催化剂
    1.4 Pd基电催化剂的应用
        1.4.1 直接甲醇燃料电池
        1.4.2 直接乙醇燃料电池
        1.4.3 直接甲酸燃料电池
    1.5 贵金属电催化剂的影响因素
        1.5.1 电催化剂的形貌结构
        1.5.2 电催化剂的载体
    1.6 贵金属电催化剂的常用制备方法
        1.6.1 化学还原法
        1.6.2 电化学沉积法
        1.6.3 胶体法
        1.6.4 化学气相沉积法
    1.7 本论文的研究意义与内容
        1.7.1 研究意义
        1.7.2 研究内容
第二章 Pd NCNs电催化剂的制备及其电化学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 催化剂的制备
        2.2.4 催化剂的物理表征
        2.2.5 催化剂的测试电极制备及电化学性能研究
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Pd/PdO NPs电催化剂的形貌分析与结构表征
        2.3.2 Pd/PdO NPs电催化剂的电化学性能研究
        2.3.3 Pd NCNs电催化剂的形貌分析与结构表征
        2.3.4 Pd NCNs电催化剂的电化学性能研究
            2.3.4.1 甲醇催化氧化性能研究
            2.3.4.2 乙醇催化氧化性能研究
            2.3.4.3 甲酸催化氧化性能研究
    2.4 本章小结
第三章 Pd-Pt NCNs电催化剂的制备及其电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 催化剂的制备
        3.2.4 催化剂的物理表征
        3.2.5 催化剂的电极制备及电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Pd-Pt NCNs电催化剂的形貌分析与结构表征
        3.3.2 Pd-Pt NCNs电催化剂的电化学性能研究
            3.3.2.1 甲醇催化氧化性能研究
            3.3.2.2 乙醇催化氧化性能研究
            3.3.2.3 甲酸催化氧化性能研究
    3.4 本章小结
第四章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Concave Pt-Cu-Fe ternary nanocubes:One-pot synthesis and their electrocatalytic activity of methanol and formic acid oxidation[J]. Ying-Xia Wang,Chuan-Fei Liu,Man-Li Yang,Xi-Hui Zhao,Zhi-Xin Xue,Yan-Zhi Xia.  Chinese Chemical Letters. 2017(01)
[2]碳电极上电沉积的Ni–MgO纳米复合物催化甲醇和乙醇电氧化反应（英文）[J]. H.B.Hassana,Z.Abdel Hamid,Rabab M.El-Sherif.  催化学报. 2016(04)
[3]纳米碳纤维载铂作为质子交换膜燃料电池阳极催化剂(英文)[J]. 王喜照,符蓉,郑俊生,马建新.  物理化学学报. 2011(08)



本文编号：3151484