石墨烯負(fù)載過(guò)渡金屬摻雜鉑基納米材料的制備及其甲醇電催化性能.pdf

1、單位代碼 1 0 4 7 6學(xué) 號(hào) 1 5 0 3 1 8 3 0 1 9分類號(hào) 0 6 4 5㈣～南鉗刪警 河南衙瓢大學(xué)碩士學(xué)位論文石墨烯負(fù)載過(guò)渡金屬摻雜鉑基納米材料的制備及其甲醇電催化性能．學(xué)科、專業(yè)：研究方向：申請(qǐng)學(xué)位類別：申 請(qǐng) 人：指導(dǎo)教師：化學(xué)綠色化學(xué)理學(xué)碩士段婉怡卓克壘 教授二。一八年五月摘要隨著化石燃料的日益枯竭，可持續(xù)能源的開(kāi)發(fā)迫在眉睫。燃料電池作為一種高效的能源轉(zhuǎn)換裝置，在可持續(xù)能源的利用中發(fā)揮著重要作用。直接甲醇燃

2、料電池因具有簡(jiǎn)單可設(shè)計(jì)、能量轉(zhuǎn)換效率高、終產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染小、燃料易于存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，而成為近年來(lái)燃料電池研究的熱門(mén)課題。催化劑是燃料電池的重要組成部分，在眾多催化劑中，P t 一直是最高效最常用的催化材料。但P t 作為催化劑存在價(jià)格昂貴、資源稀缺，且易吸附C O 等含碳中間物發(fā)生中毒現(xiàn)象等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)大大阻礙了它的發(fā)展。為解決純P t 催化劑存在的一系列問(wèn)題，研究者們將目光放在了P t 基雙金屬催化劑上。本論文利用簡(jiǎn)便的一步水熱法

3、，將過(guò)渡金屬C u 、N i 、C o 作為第二金屬分別摻雜到P t 基催化劑中制備一系列具有特定形貌的還原氧化石墨烯( r G O ) 負(fù)載P t C u 、P t N i 及P t C o 雙金屬合金催化劑。通過(guò)對(duì)形貌導(dǎo)向劑種類和濃度、反應(yīng)時(shí)間、前驅(qū)體中金屬比例、反應(yīng)溫度和G O 濃度等實(shí)驗(yàn)條件的控制，制備出具有特定形貌的P t C u ／r G O 、P t N i ／r G O和P t C o ／r G O 納米材料。利用場(chǎng)發(fā)射

4、掃描電子顯微鏡( F E S E M ) 、高分辨透射電子顯微鏡( H R T E M ) 、X 射線衍射( X I ①) 、X 射線光電子能譜( X P S ) 等手段對(duì)制備的納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)及組成進(jìn)行表征。利用C H I 6 6 0 D 電化學(xué)工作站探究所制備的納米材料的電化學(xué)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下：1 ．以六水合氯鉑酸和二水合氯化銅為金屬前驅(qū)體，乙二醇為還原劑，1 ．癸基一3 一甲基咪唑溴鹽( [ C 1 0 M I m ]

5、B r ) 離子液體為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和封端劑，制備形貌可控的r G O 負(fù)載空心球狀P t C u 納米材料，該材料對(duì)甲醇電氧化具有良好的催化性能和抗中毒能力。P t C u ／r G O 納米材料的電化學(xué)活性面積高達(dá)7 1 ．6 0 m 2 9 - 1 ，遠(yuǎn)高于用同種方式制備的P t ／r G O催化劑和商品P t ／C 催化劑。空心球狀結(jié)構(gòu)是增大該材料的比表面積，從而提高材料的電催化活性的主要原因。2 ．以六水合氯鉑酸和六水合氯化鎳為金