钯基纳米催化剂的可控制备与电化学性能研究
发布时间：2023-03-04 06:28
随着环境污染和能源短缺等问题的日益加剧,发展清洁能源和开发可再生能源成为解决当下环境和能源问题的首要任务。燃料电池作为一种清洁能源转换装置,能将化学能直接转化成电能,从而受到广大科研工作者的关注。贵金属纳米催化剂由于其独特的物理化学性质,一直在燃料电池领域中起着举足轻重的作用。尽管铂(Pt)基纳米催化剂是目前燃料电池反应中首选的催化剂,但由于Pt存在储量稀少、成本高昂以及易中毒等问题,极大限制了其进一步的商业化应用。针对这些问题,开发出可替代Pt的催化剂成为了目前燃料电池研究中的热点与难点。钯(Pd)基纳米催化剂,由于其价格相对低廉、储量相对丰富、催化性能优异等优势,而且Pd和Pt具有相似的价电子结构和晶格常数,被认为是有望替代Pt的催化剂之一。因此,Pd基纳米催化剂的可控制备和电化学性能研究具有十分重要的基础研究价值和广阔的应用前景。本博士论文采用溶剂热法制备Pd基纳米催化剂,系统调控出一系列的Pd基纳米结构,以获取结构独特、高活性的Pd基纳米催化剂。同时,对所制备的Pd纳米材料进行详细的形貌表征、结构分析及生长机理研究,并深入探讨了 Pd基纳米结构与其电化学性能之间的构效关系。本论...
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 引言
§1.2 燃料电池
§1.2.1 燃料电池简介
§1.2.2 燃料电池工作原理
§1.2.3 直接甲醇燃料电池
§1.2.4 直接甲酸燃料电池
§1.3 贵金属纳米材料形貌的研究进展
§1.3.1 贵金属纳米材料概述
§1.3.2 金纳米材料的形貌调控
§1.3.3 银纳米材料的形貌调控
§1.3.4 铂纳米材料的形貌调控
§1.4 钯基纳米催化剂的研究进展
§1.4.1 钯基纳米催化剂的制备方法
§1.4.2 钯基纳米催化剂的催化应用
§1.5 本论文的选题依据与主要研究工作
参考文献
第二章 非种子法可控制备钯纳米晶及电化学性能研究
§2.1 引言
§2.2 实验部分
§2.2.1 试剂
§2.2.2 实验步骤
§2.2.3 仪器表征
§2.2.4 电化学性能测试
§2.3 实验结果与讨论
§2.3.1 Pd四面体和内凹四面体的形貌和结构表征
§2.3.2 Pd四面体和内凹四面体的生长机理研究
§2.3.3 Pd纳米片的形貌和结构表征
§2.3.4 Pd纳米片的生长机理研究
§2.3.5 Pd纳米晶的甲酸电氧化性能研究
§2.4 本章小结
参考文献
第三章 溶剂诱导策略制备钯纳米晶及电化学性能研究
§3.1 引言
§3.2 实验部分
§3.2.1 试剂
§3.2.2 实验步骤
§3.2.3 仪器表征
§3.2.4 电化学性能测试
§3.3 实验结果与讨论
§3.3.1 Pd纳米晶的形貌和结构表征
§3.3.2 Pd纳米晶的形成因素探究
§3.3.3 Pd纳米晶的乙二醇电催化性能研究
§3.3.4 Pd纳米晶的其它醇类电催化性能研究
§3.4 本章小结
参考文献
第四章 超薄Pt壳特征的内凹Pd-Pt核壳多面体及电化学性能研究
§4.1 引言
§4.2 实验部分
§4.2.1 试剂
§4.2.2 实验步骤
§4.2.3 仪器表征
§4.2.4 电化学性能测试
§4.3 实验结果与讨论
§4.3.1 内凹Pd-Pt核壳多面体的形貌和结构表征
§4.3.2 内凹Pd-Pt核壳多面体的生长机理研究
§4.3.3 内凹Pd-Pt核壳多面体的组分表征
§4.3.4 内凹Pd-Pt核壳多面体的甲醇电催化性能研究
§4.4 本章小结
参考文献
第五章 双金属PdSn纳米线的缺陷设计及电化学性能研究
§5.1 引言
§5.2 实验部分
§5.2.1 试剂
§5.2.2 实验步骤
§5.2.3 仪器表征
§5.2.4 电化学性能测试
§5.2.5 X射线精细吸收结构测试及数据处理
§5.2.6 密度泛函理论计算
§5.3 实验结果与讨论
§5.3.1 PdSn纳米线的形貌和结构表征
§5.3.2 PdSn波状纳米线的形貌和结构表征
§5.3.3 PdSn波状纳米线的生长机理研究
§5.3.4 PdSn波状纳米线的MOR性能研究
§5.3.5 PdSn波状纳米线的ORR性能研究
§5.3.6 PdSn波状纳米线的XPS表征
§5.3.7 PdSn波状纳米线的DFT计算研究
§5.4 本章小结
参考文献
第六章 双金属PdTe纳米六方片的高效制备及电化学性能研究
§6.1 引言
§6.2 实验部分
§6.2.1 试剂
§6.2.2 实验步骤
§6.2.3 膜电极组件的制备
§6.2.4 仪器表征
§6.2.5 三维电子衍射层析成像
§6.2.6 电化学性能测试
§6.2.7 密度泛函理论计算
§6.3 实验结果与讨论
§6.3.1 PdTe纳米六方片的形貌表征
§6.3.2 PdTe纳米六方片的结构分析
§6.3.3 PdTe纳米六方片的ORR性能研究
§6.3.4 PdTe纳米六方片的抗CH3OH性能研究
§6.3.5 PdTe纳米六方片的XPS和DRIFTS表征
§6.3.6 PdTe纳米六方片的DFT计算研究
§6.4 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
§7.1 研究总结
§7.2 研究展望
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3753880
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 引言
§1.2 燃料电池
§1.2.1 燃料电池简介
§1.2.2 燃料电池工作原理
§1.2.3 直接甲醇燃料电池
§1.2.4 直接甲酸燃料电池
§1.3 贵金属纳米材料形貌的研究进展
§1.3.1 贵金属纳米材料概述
§1.3.2 金纳米材料的形貌调控
§1.3.3 银纳米材料的形貌调控
§1.3.4 铂纳米材料的形貌调控
§1.4 钯基纳米催化剂的研究进展
§1.4.1 钯基纳米催化剂的制备方法
§1.4.2 钯基纳米催化剂的催化应用
§1.5 本论文的选题依据与主要研究工作
参考文献
第二章 非种子法可控制备钯纳米晶及电化学性能研究
§2.1 引言
§2.2 实验部分
§2.2.1 试剂
§2.2.2 实验步骤
§2.2.3 仪器表征
§2.2.4 电化学性能测试
§2.3 实验结果与讨论
§2.3.1 Pd四面体和内凹四面体的形貌和结构表征
§2.3.2 Pd四面体和内凹四面体的生长机理研究
§2.3.3 Pd纳米片的形貌和结构表征
§2.3.4 Pd纳米片的生长机理研究
§2.3.5 Pd纳米晶的甲酸电氧化性能研究
§2.4 本章小结
参考文献
第三章 溶剂诱导策略制备钯纳米晶及电化学性能研究
§3.1 引言
§3.2 实验部分
§3.2.1 试剂
§3.2.2 实验步骤
§3.2.3 仪器表征
§3.2.4 电化学性能测试
§3.3 实验结果与讨论
§3.3.1 Pd纳米晶的形貌和结构表征
§3.3.2 Pd纳米晶的形成因素探究
§3.3.3 Pd纳米晶的乙二醇电催化性能研究
§3.3.4 Pd纳米晶的其它醇类电催化性能研究
§3.4 本章小结
参考文献
第四章 超薄Pt壳特征的内凹Pd-Pt核壳多面体及电化学性能研究
§4.1 引言
§4.2 实验部分
§4.2.1 试剂
§4.2.2 实验步骤
§4.2.3 仪器表征
§4.2.4 电化学性能测试
§4.3 实验结果与讨论
§4.3.1 内凹Pd-Pt核壳多面体的形貌和结构表征
§4.3.2 内凹Pd-Pt核壳多面体的生长机理研究
§4.3.3 内凹Pd-Pt核壳多面体的组分表征
§4.3.4 内凹Pd-Pt核壳多面体的甲醇电催化性能研究
§4.4 本章小结
参考文献
第五章 双金属PdSn纳米线的缺陷设计及电化学性能研究
§5.1 引言
§5.2 实验部分
§5.2.1 试剂
§5.2.2 实验步骤
§5.2.3 仪器表征
§5.2.4 电化学性能测试
§5.2.5 X射线精细吸收结构测试及数据处理
§5.2.6 密度泛函理论计算
§5.3 实验结果与讨论
§5.3.1 PdSn纳米线的形貌和结构表征
§5.3.2 PdSn波状纳米线的形貌和结构表征
§5.3.3 PdSn波状纳米线的生长机理研究
§5.3.4 PdSn波状纳米线的MOR性能研究
§5.3.5 PdSn波状纳米线的ORR性能研究
§5.3.6 PdSn波状纳米线的XPS表征
§5.3.7 PdSn波状纳米线的DFT计算研究
§5.4 本章小结
参考文献
第六章 双金属PdTe纳米六方片的高效制备及电化学性能研究
§6.1 引言
§6.2 实验部分
§6.2.1 试剂
§6.2.2 实验步骤
§6.2.3 膜电极组件的制备
§6.2.4 仪器表征
§6.2.5 三维电子衍射层析成像
§6.2.6 电化学性能测试
§6.2.7 密度泛函理论计算
§6.3 实验结果与讨论
§6.3.1 PdTe纳米六方片的形貌表征
§6.3.2 PdTe纳米六方片的结构分析
§6.3.3 PdTe纳米六方片的ORR性能研究
§6.3.4 PdTe纳米六方片的抗CH3OH性能研究
§6.3.5 PdTe纳米六方片的XPS和DRIFTS表征
§6.3.6 PdTe纳米六方片的DFT计算研究
§6.4 本章小结
参考文献
第七章 总结与展望
§7.1 研究总结
§7.2 研究展望
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3753880
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