Pt基納米分枝結(jié)構(gòu)的制備及其電催化甲醇性能研究.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)因其結(jié)構(gòu)簡單、能量密度高、原料來源廣、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點，成為未來燃料電池發(fā)展的重要方向。陽極和陰極催化劑的催化活性和穩(wěn)定性是決定DMFC性能、壽命和成本的關(guān)鍵。鉑(Pt)是迄今為止公認的高效DMFC催化劑，然而其低儲量高成本以及易毒化嚴(yán)重限制了DMFC的商業(yè)化進展，同時非Pt類催化劑的活性和穩(wěn)定性還需要進一步地提高，以達到商業(yè)化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。組分、形貌、結(jié)構(gòu)可控的Pt基納米催化劑，因具有獨特的表面結(jié)構(gòu)而顯示出

2、優(yōu)越的物理化學(xué)性質(zhì)，尤其在催化領(lǐng)域受到廣泛地研究。特別是高度分枝的催化劑往往具有較大的比表面積，有利于活性位點地暴露，在提高催化性能的同時還可以大大地減少貴金屬用量。本論文基于操作簡單、條件溫和以及環(huán)境友好的原則進行Pt基納米分枝結(jié)構(gòu)物電極材料地可控制備和電催化性能表征。具體研究內(nèi)容如下:
　　1.利用乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMPA)作為絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑，以甲醛(HCHO)為還原劑一步還原EDTMP-PtⅡ絡(luò)合物，制備出膦酸功能化

3、Pt納米枝。結(jié)果表明:適量的還原劑和Cl-/O2刻蝕導(dǎo)致其高度分枝的形貌結(jié)構(gòu)地產(chǎn)生。循環(huán)伏安和計時電流測試結(jié)果表明:所制各的催化劑對甲醇電催化氧化的活性和穩(wěn)定性比商業(yè)化Pt黑催化劑具有一定地提升。
　　2.使用聚烯丙基胺鹽酸鹽(PAH)作為絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑以及晶面選擇劑，甲醛(HCHO)為還原劑，提出了一種簡易可行的綠色水熱法合成形貌規(guī)則的鉑銅雙金屬合金納米枝(Pt-Cu BANDs)。通過對組分、結(jié)構(gòu)、形貌的全面表征，探索了誘導(dǎo)還

4、原和氧化刻蝕的形成機理。循環(huán)伏安曲線(CV)和計時電流測試(i-t curve)證實:與商業(yè)化Pt黑催化劑相比，Pt-Cu BANDs在電催化甲醇氧化方面顯示出更為優(yōu)越的活性（質(zhì)量活性、面積活性）以及穩(wěn)定性，這歸因于協(xié)同效應(yīng)以及電子效應(yīng)地共同作用。
　　3.通過前一章工作制備的Pt-Cu合金納米粒子為模板，以K2PdCl4為刻蝕劑，基于原位取代反應(yīng)機理制備鉑鈀銅合金凹八面體(PtPdCu ACNOs)催化劑。PtPdCu ACNO