鈀基雙金屬納米材料的可控合成及其電催化性能研究.pdf

1、隨著全球環(huán)境污染的日益加重、能源的過度消耗，人類對清潔環(huán)保型能源的需求日劇上升。燃料電池由于其高效率、無噪聲、無污染等特點成為重要的清潔方便的能源裝置。然而，燃料電池的催化劑是燃料電池使用效率和壽命的關(guān)鍵。催化劑的催化性能與其粒徑、結(jié)構(gòu)和組成等密切相關(guān)。因此，探究高催化活性、高穩(wěn)定性以及高抗毒性的金屬催化劑具有重要的實際意義。本論文分別采用濕化學法和溶劑熱法調(diào)控合成了五種Pd基二元貴金屬納米合金催化劑，詳細研究了材料組成和結(jié)構(gòu)等特性，并

2、深入探討了它們的相關(guān)生長機理以及電化學催化性能，主要內(nèi)容如下:
　　(1)三維多枝狀Pt-Pd納米晶體的合成及其電催化性能研究
　　以N-甲基咪唑為結(jié)構(gòu)導向劑，乙二醇為溶劑和還原劑，通過一步溶劑熱法成功地制備了三維多枝狀Pt-Pd合金納米材料。該方法不需要添加任何晶種、模板或表面活性劑。所制備的多枝狀Pt-Pd合金晶體與商業(yè)Pt黑和Pd黑相比具有更大的電化學活性面積，并在堿性介質(zhì)中對乙二醇氧化反應表現(xiàn)出更好的電催化活性和穩(wěn)定

3、性。
　　(2)枝狀Pt-Pd納米晶體的合成及其電催化性能研究
　　采用簡單的一步濕化學法，以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和尿素為穩(wěn)定劑和結(jié)構(gòu)導向劑合成了分散性良好的枝狀多孔Pt-Pd納米晶體(Pt-Pd NDs)，該方法沒有使用任何晶種、模板或有毒的有機溶劑。詳細研究了材料組分和結(jié)構(gòu)等特性，并深入探討了其相關(guān)生長機理。所制備的Pt-Pd NDs與商業(yè)Pt黑和Pd黑相比有較大的電化學活性面積，并在堿性介質(zhì)中對甲醇和乙二醇的電氧

4、化反應表現(xiàn)出高效的催化活性和穩(wěn)定性。
　　(3)花狀Pt-Pd納米晶體/還原石墨烯的合成及其電催化性能研究
　　在亞硝酸鈉和PVP的存在下，以水合肼為還原劑，通過一步濕化學法合成了花狀Pt-Pd納米晶體/還原石墨烯納米復合材料（Pt-Pd NFs/RGOs）。所制備的Pt-Pd NFs/RGOs在酸性介質(zhì)中與商業(yè)Pt-C催化劑相比對氧還原反應具有更高的催化活性和更好的穩(wěn)定性。
　　(4)單分散Pd-Cu納米晶體/還原石

5、墨烯的合成及其電催化性能研究
　　在離子液晶1-十六烷基-2，3二甲基咪唑溴化物([C16MMIm]Br)存在下，以還原石墨烯納米薄片(RGOs)為支撐材料，通過一步溶劑熱法制備了單分散的Pd-Cu合金納米晶體。所制得的Pd-Cu合金材料與商業(yè)Pd黑和RGOs催化劑相比具有較大的電化學活性面積，且在堿性介質(zhì)中對氧還原反應表現(xiàn)出較高的電催化性能以及較強的抗甲醇能力。
　　(5)單分散Au-Pd納米顆粒/還原石墨烯的合成及其電催