模板牺牲法合成钯基纳米复合材料及其在直接乙醇燃料电池中电催化性能的研究
发布时间：2021-06-16 00:38
直接乙醇燃料电池（DEFC）因其环保、高效、低毒性、低排放以及丰富的燃料来源而被认为是新一代移动电源开发的理想选择。贵金属Pt被认为是氧气还原反应和乙醇氧化反应的最有效催化剂,但它面临成本过高、储量有限和电化学不稳定的问题,严重阻碍了DEFC的商业化推广。面对当前的形式,开发具有良好催化活性和耐久性的非贵金属催化剂是实现直接醇类燃料电池（DAFC）商业化的关键。本论文以降低催化剂中贵金属的用量、提高催化剂的活性以及稳定性为研究目标,从催化剂制备方法、载体材料、催化剂形貌和结构等方面着手合成三种不同的Pd基纳米复合材料催化剂,并研究了在碱性条件下对乙醇的电催化性能。本论文的研究进展如下:（1）在氮气的氛围的保护下,利用硼氢化钠还原硝酸钴,合成钴纳米球并作为牺牲模板,通过H2PdCl4、CuCl2与钴纳米球之间的置换反应合成PdCuCo合金纳米催化剂。利用X-射线光电子能谱仪（XPS）、X-射线衍射光谱（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等物理方法对催化剂的组成、结构和形貌等进行了详细的表征。分析结果表明,所合成的纳米材料呈...
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直接乙醇燃料电池的原理示意图
10mL(0.05M)的 NaBH4溶液，老化 15min，然后向上述溶液中分别快速注入600μL(0.034M)氯钯酸和 200μL(0.1M)氯化铜溶液，反应 1 小时。反应结束后，将其转移至离心管，于 10000r/min 条件下高速离心 15min，并用超纯水对反应物进行超声洗涤，洗涤三次，将所合成的 PdCuCo 合金纳米催化剂分散在 5mL 超纯水中备用。3.3 结果与讨论3.3.1 PdCuCo 合金纳米催化剂的制备过程图 3-1 为 海 胆 状 的 PdCuCo 合 金 纳 米 催 化 剂 的 制 备 过 程 示 意 图 。Co(II)/Co(-0.28V vs.标准氢电极)的标准还原电位低于 PdCl42-/Pd(0.59V vs.标准氢电极)和 Cu(II)/Cu(0.34V vs.标准氢电极)标准还原电位。用 NaBH4还原钴离子合成的钴纳米溶胶，然后加入氯钯酸，立即发生电化学置换反应(Co + PdCl42-→Co2++ Pd + 4Cl-，Co + Cu2+→Cu + Co2+)，钴纳米球中的 Co 原子被 Pd 和 Cu 离子逐渐消耗，最终形成中空的海胆状 PdCuCo 合金纳米结构。
Co3。如图3-2所示，能量色散 X 射线光谱仪(EDS)证实了具有最佳催化性能的中空海胆状PdCuCo 合金纳米催化剂是由 Pd、Cu 和 Co 三种元素组成。
本文编号：3232019
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直接乙醇燃料电池的原理示意图
10mL(0.05M)的 NaBH4溶液，老化 15min，然后向上述溶液中分别快速注入600μL(0.034M)氯钯酸和 200μL(0.1M)氯化铜溶液，反应 1 小时。反应结束后，将其转移至离心管，于 10000r/min 条件下高速离心 15min，并用超纯水对反应物进行超声洗涤，洗涤三次，将所合成的 PdCuCo 合金纳米催化剂分散在 5mL 超纯水中备用。3.3 结果与讨论3.3.1 PdCuCo 合金纳米催化剂的制备过程图 3-1 为 海 胆 状 的 PdCuCo 合 金 纳 米 催 化 剂 的 制 备 过 程 示 意 图 。Co(II)/Co(-0.28V vs.标准氢电极)的标准还原电位低于 PdCl42-/Pd(0.59V vs.标准氢电极)和 Cu(II)/Cu(0.34V vs.标准氢电极)标准还原电位。用 NaBH4还原钴离子合成的钴纳米溶胶，然后加入氯钯酸，立即发生电化学置换反应(Co + PdCl42-→Co2++ Pd + 4Cl-，Co + Cu2+→Cu + Co2+)，钴纳米球中的 Co 原子被 Pd 和 Cu 离子逐渐消耗，最终形成中空的海胆状 PdCuCo 合金纳米结构。
Co3。如图3-2所示，能量色散 X 射线光谱仪(EDS)证实了具有最佳催化性能的中空海胆状PdCuCo 合金纳米催化剂是由 Pd、Cu 和 Co 三种元素组成。
本文编号：3232019
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