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浙江理工大学硕士学位论文高催化活性金属纳米粒子的制备及其性能研究
摘要
燃料电池是一种将化学能高效转化为电能的电化学装置,是解决当前能源危机的一种
有效途径,受到广大科研人员的密切关注。电催化剂是决定燃料电池性能的关键因素之一。
目前燃料电池中广泛使用的电催化剂的主要成分为贵金属铂纳米材料,这主要归咎于其优
异的催化性能。但是铂的存储量少,价格昂贵,在实际催化过程中容易发生 CO 中毒,因
此铂纳米催化剂催化性能的提高具有重要意义。本论文主要致力于制备高催化活性的铂纳
米催化剂,并对它们的电催化性能进行研究。具体研究内容如下:
1、超支化铂纳米晶的制备及其电化学性能研究
我们通过简易的液相化学还原法制备了超支化铂纳米晶催化剂:在室温环境下,以氯
铂酸作为铂的前驱体,水和聚乙烯吡咯烷酮分别作为溶剂和表面活性剂,以抗坏血酸为还
原剂。透射电子显微镜(TEM)的表征结果显示铂纳米晶呈现分散性良好的超支化结构。该
催化剂在甲醇的电化学氧化反应中表现出良好的催化活性,其面积比活性是商业 Pt/C 催化
剂的 倍。
2、八面体铂纳米簇的制备及其电化学性能研究
我们通过简易的一步水热法制备了八面体铂纳米簇催化剂:在高温高压实验条件下,
以水为溶剂,氯铂酸为铂的前驱体,葡萄糖为还原剂,十六烷基三甲基溴化铵为结构诱导
剂。透射电子显微镜(TEM)和场发射扫描电镜(FESEM)的表征结果显示铂纳米晶呈现分散
性良好的八面体纳米簇结构。该催化剂在甲醇的电化学氧化反应中表现出良好的催化活
性,其质量比活性是商业 Pt/C 催化剂的 倍。
3、一步法制备三维枝状铂纳米晶体
我们通过简易的一步水热法制备了三维枝状铂纳米晶体催化剂:在高温高压实验条件
下,以水为溶剂,氯铂酸为铂的前驱体,果糖为还原剂。透射电子显微镜(TEM)的表征结
果显示铂纳米晶呈现分散性良好的三维枝状结构。该催化剂在甲醇的电化学氧化反应中表
现出良好的催化活性,其质量比活性是商业 Pt/C 催化剂的 倍。
关键词: 铂纳米晶;催化剂;燃料电池;水热法;甲醇氧化
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万方数据
浙江理工大学硕士学位论文高催化活性金属纳米粒子的制备及其性能研究
ABSTRACT
As a kind of an efficient conversion device, which can conver the chemical energy to
electrical energy, fuel cells play a significant role in solving the current energy crisis and
environmental pollution. Fuel cells have numerous advantages, such as high-energy density and
low pollution, so many efforts have been paid to enhance their performance. Due to their
excellent catalytic activity, noble metal nanomaterials are the ponent of electrocatalysts,
which are widely used in fuel cells. However, there are many challenges, such as the scarce
reserves, the high cost, CO poisoning, and electrocatalysts have important effects on the
performance of fuel cells. Therefore, it is necessary to improve the catalytic activity of a Pt
electrocatalyst. Herein, we focused on preparing platinum nanocatalysts with good
electrocatalytic properties. The results are as follows:
1、 Synthesis of hyperbranched platinum nanocrystals and their electrochemical properties
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