Pt基三元金属催化剂的可控合成及其析氢反应性能的研究

发布时间：2023-04-22 14:16

　　在过去的几十年中,随着社会和经济的高速发展,能源和环境问题日益严峻,当前需大力开发环境友好型能源。凭借高能量密度和环境友好的优势,氢气被广泛认为是未来燃料的候选者。电解水分因其简单、低污染和高纯度,被认为是最有希望的制氢方法。当前,单金属Pt催化剂仍是最有效的析氢催化剂,但Pt价格昂贵且资源短缺,严重阻碍了其广泛的应用。目前,Pt基三元金属催化剂能极大地提高Pt的原子利用率和催化性能,已被认为是析氢领域最突出的催化剂。本论文采用简单便捷的方法合成了三种具有特殊结构的Pt基三元金属催化剂。通过一系列表征技术详细地分析了所制备的催化剂的形貌、组成和结构,提出恰当且合理的形成机理,并深入研究了它们的析氢活性和稳定性。具体研究内容如下:(1)花状PtCoRu纳米组装体的合成及其析氢反应性能的研究以紫脲酸铵和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为共结构导向剂,采用一种简便的方法制备得到花状PtCoRu纳米组装体(PtCoRu NAs)。由于其特殊的纳米结构以及多组分的协同催化作用,所制备的PtCoRu NAs在1 M KOH中显示出优异的析氢反应(HER)电催化性能。在长时间测试过程中,10 mA ...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 电解水制氢
        1.1.1 电解水制氢概述
        1.1.2 电解水制氢基本理论
            1.1.2.1 反应机理
            1.1.2.2 火山图
    1.2 评估析氢反应催化剂的参数
        1.2.1 过电位
        1.2.2 电化学活性面积
        1.2.3 Tafel斜率和交换电流密度
        1.2.4 周转频率
        1.2.5 稳定性
    1.3 析氢催化剂的研究现状
        1.3.1 Pt基催化剂的研究现状
            1.3.1.1 Pt基催化剂的组分调控
            1.3.1.2 Pt基催化剂的结构设计
        1.3.2 非Pt基催化剂的研究现状
    1.4 本文的研究目的及研究内容
第二章 花状PtCoRu纳米组装体的合成及其析氢反应性能的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 化学试剂
        2.2.2 PtCoRu NAs的制备
        2.2.3 表征方法
        2.2.4 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PtCoRu NAs的表征
        2.3.2 PtCoRu NAs的形成机理
        2.3.3 PtCoRu NAs的电化学性能
    2.4 本章小结
第三章 分级多枝的PtIrCo纳米线的合成及其析氢反应性能的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 化学试剂
        3.2.2 PtIrCo MBNWs的制备
        3.2.3 表征方法
        3.2.4 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PtIrCo MBNWs的表征
        3.3.2 PtIrCo MBNWs的形成机理
        3.3.3 PtIrCo MBNWs的电化学性能
    3.4 本章小结
第四章 一锅湿化学法合成均匀的AuPtPd纳米枝晶及其电催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 化学试剂
        4.2.2 AuPtPd NDs的制备
        4.2.3 表征方法
        4.2.4 电化学测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 AuPtPd NDs的表征
        4.3.2 AuPtPd的形成机理
        4.3.3 AuPtPd NDs的电化学性能
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3797802