PtNi纳米材料的制备及其电催化性能研究

发布时间：2023-05-14 07:18

　　近年来,燃料电池作为新能源体系的代表,由于其安全性、绿色型、高效性、燃料多样性等特点,发展迅速,备受关注。在几类燃料电池中,质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells,PEMFC)具有功率密度高、低温运行、启动快等优点,在电动汽车、便携式电源设备等领域具有非常广阔的应用前景。现如今不少质子交换膜燃料电池都采用贵金属铂来做催化剂。然而,由于贵金属铂价格昂贵,在地壳中含量较少,使得开发和应用的成本变高,造成了质子交换膜燃料电池的研究与应用一直停滞不前的局面。此外,Pt基催化剂在阴极处的缓慢动力学以及较差的抗中毒能力,已经无法满足商业化的要求。因此,开发低成本的高效性能铂基催化剂,是使得PEMFC在市场中极具竞争力的根本途径。在多种制备Pt基催化剂的方法中,经研究证明,在贵金属Pt中引入过渡金属来制备二元或多元Pt基催化剂,被认为是促进氧还原反应性能提升的有效策略。本文采用不同的方法成功制备了三维花状H-PtNi合金催化剂和豆荚状Ni@Pt/C纳米材料,并采用一系列的测试手段对其进行了形貌结构以及成分的表征分析。此外,我们对H-PtNi合金催化...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 质子交换膜燃料电池
        1.2.1 质子交换膜燃料电池的简介
        1.2.2 质子交换膜燃料电池的结构原理
    1.3 氧还原反应概述
        1.3.1 氧还原反应机理及动力学
        1.3.2 氧还原反应电催化剂研究现状
    1.4 本论文的研究意义和主要研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 主要研究内容
2 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 纳米材料的合成方法
        2.2.1 水热法
        2.2.2 高温固相法
    2.3 实验表征及测试方法
        2.3.1 X-射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.3.4 X射线能谱分析(EDS)
        2.3.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.6 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)
        2.3.7 电化学测试
3 三维花状PtNi合金催化剂的制备及其电催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 3D花状H-PtNi,Pt Ni-1和Pt Ni-2 的制备
        3.2.2 物理化学性能表征
        3.2.3 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌结构及组分分析
        3.3.2 PtNi合金催化剂的电化学性能测试
    3.4 本章小结
4 豆荚状Ni@Pt/C纳米材料的合成及表征
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 Ni@Pt/C催化剂的制备
        4.2.2 物理化学性能表征
    4.3 形貌及成分表征
        4.3.1 前驱物的形貌及成分表征
        4.3.2 Ni@Pt/C催化剂的形貌及成分表征
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读学位期间获奖情况
    C.学位论文数据集
致谢



本文编号：3817443