贵金属纳米粒子复合催化剂的合成及其对醇类的电催化氧化

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangzhubin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
燃料电池作为一种环境友好的能源转换装置,其燃料范围广,转换效率高,可以有效的缓解当前全球面临的环境污染和能源危机,得到了越来越多的关注。催化剂(包括载体和金属催化剂)是燃料电池的重要组成部件之一,是发生催化反应的活性中心,其性能的优劣会直接影响燃料电池的整体性能和工作效率。目前,在燃料电池中使用最普遍的阳极催化剂是贵金属铂,但其在地球上含量少,价格高,易毒化,严重限制了燃料电池的商业化发展。因此,降低贵金属的用量,提高催化剂的催化活性一直是燃料电池的研究热点。改变催化剂催化性能可以从贵金属和载体两方面出发。一般在贵金属中掺杂第二种元素,利用电子效应或/和双金属协同效应,提高催化性能;另一方面是研发高比表面积、高稳定性、低成本的载体,提高贵金属的分散性,增大贵金属的电化学活性面积,提高催化剂的催化活性。  本文从提高催化剂催化活性入手,通过化学方法合成了一系列催化剂,并研究了所合成的催化剂对小分子醇类的电催化氧化能力。主要研究了以下几方面内容:  (1) 使用苯甲醇为溶液,以次亚磷酸钠为磷源制备了不同比例的Pd/P 纳米催化剂。通过一系列的物理及电化学方法对所合成的 Pd/P 催化剂进行了表征测试。电镜结果显示Pd/P催化剂为网状结构,电化学测试表明,相比于单金属Pd或商业的Pd/C催化剂,磷掺杂的Pd催化剂对甲醇具有较好的电催化氧化活性和抗毒化性能,当加入的Pd/P原子比为2:1时,其效果最佳。  (2) 以抗坏血酸为还原剂,KBr为结构导向剂合成贵金属纳米催化剂。通过XRD、TEM和XPS等方法对所制备的Pd/Ru纳米催化剂进行表征,TEM图像表明合成的Pd/Ru纳米催化剂为枝晶状。对比实验结果表明KBr及Ru的加入对枝晶状的形成具有重要作用。电化学测试得出Pd/Ru纳米催化剂对乙醇具有良好的电化学活性与稳定性。  (3) 采用“一锅法”简单快速的合成了树突状 Pt/Pb 纳米催化剂,并通过 TEM、XRD、XPS和电化学等测试方法对所制备的树突状Pt/Pb纳米催化剂进行了分析。对比实验证明了CTAC的加入对树突状结构的形成必不可少。电化学测试结果表明,与单金属Pt和商业Pt/C催化剂相比,树突状Pt/Pb纳米催化剂对乙醇电催化氧化有更好的催化活性和抗毒化性能,当Pt/Pb的比例为1:1时,催化效果最佳。  (4) 在Cu3P修饰的石墨烯(Cu3P/RGO)上负载Pd纳米粒子,制备了Pd/Cu3P/RGO复合催化剂。采用SEM、XPS、XRD、TEM和电化学方法对所制备的Pd/Cu3P/RGO 复合催化剂进行了表征和测试。一系列的电化学测试结果说明,在碱性条件下, Pd/Cu3P/RGO复合催化剂比商业的Pd/C和Pd/RGO催化剂对醇类有更高的电催化氧化和抗毒化性能。  (5) 以合成的管状 PANI为骨架,利用硼氢化钠同时还原氧化石墨烯与氯金酸,合成了三维的Au/PANI/RGO催化剂。通过SEM、TEM、Raman和XPS等方法对所制备的Au/PANI/RGO催化剂的形貌和结构进行了表征。电化学测试结果表明,相比于Au/RGO和Au/PANI催化剂,Au/PANI/RGO催化剂对乙醇具有良好的电催化氧化能力,说明PANI/RGO有望作为催化剂载体实现其在燃料电池上的应用。
其他文献
血红素蛋白在生物体中执行着多种生物功能,是一类重要的金属蛋白。尽管对血红素蛋白已有广泛的研究,取得了丰硕的科研成果,但对血红素蛋白结构和水解酶功能之间的关系,仍未有深入
摘 要:艺术史既有其内在的逻辑,又有其特定的时代背景,当代中国社会的转型也深刻的受影响较迟,但是近二十多年来,仍然不可避免的遭遇强烈的冲击。从当代木雕影响了文化艺术的发展。在中国社会百年来的巨变中,中国木雕艺术艺术精神与传统木雕艺术相比较,其内涵有了深刻的不同,艺术表现也呈现出新时期的特点。  关键词:时代背景;文化艺术;艺术精神;内涵  追寻当代木雕艺术创作的成因,是一个纷繁复杂的追问历史和现实
<正>一达通在诸多方面进行了有益的探索,形成了自己的特色:明确以中小外贸企业为服务对象的市场定位,实现了电子商务与供应链服务平台的对接。深圳市一达通企业服务有限公司(
稳定性好和良好荧光性能的荧光探针对于生物传感的快速发展具有十分重要的作用。金、银纳米簇具有良好的光学稳定性,无毒性,优秀的生物相容性,可溶性和优异的发光性能。本论
孔雀石绿(malachite green,MG)、结晶紫(crystal violet,CV)均属三苯甲烷类染料,是高效抗原虫和真菌药,广泛应用于水产养殖业中以防治鱼类水霉病、烂鳃病和寄生虫病等。MG、CV极易被鱼类等水生动物吸收,经代谢后生成隐色孔雀石绿(leucomalachite green,LMG)和隐性结晶紫(leucocrystal violet,LCV)。由于MG、CV、LMG和LC