多層核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的合成與氧陰極催化性能研究.pdf

1、采用共沉淀還原、退火熱處理、欠電位沉積三步聯(lián)合制備了以PdAg合金為核，亞層為Pd、外殼為Pt的雙層核殼結(jié)構(gòu)PdAg@Pd，Pt/C氧陰極催化劑。通過對核組成的調(diào)變，研究與其形成的多層核殼結(jié)構(gòu)催化劑對氧還原反應(yīng)催化性能的影響。并采用XRD、TEM/HRTEM、ICP、XPS、TG對其組成結(jié)構(gòu)進行了表征。進一步通過電化學(xué)測試對其氧還原催化活性與穩(wěn)定性，耐甲醇性進行評價。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點:
　　 (1)在乙二醇為分散劑的體系下

2、制備了碳載共沉淀PdAg/C前體，并對其進行還原氣氛下的熱處理，發(fā)現(xiàn)隨著退火溫度的升高，形成以Pd-Ag合金為核，外層為Pd逐漸包覆完全的PdAg@Pd/C多層核殼結(jié)構(gòu)納米粒子，其粒徑主要分布14-17 nm。并比較了硼氫化鈉與乙二醇作為液相還原體系，對納米粒子結(jié)構(gòu)的形成及形貌影響。發(fā)現(xiàn)強還原劑硼氫化鈉在液相還原一步即可形成Pd-Ag合金，但其粒徑過大，對熱處理效果不利，最終難以獲得核殼結(jié)構(gòu)PdAg粒子。乙二醇作為分散劑經(jīng)過600℃熱處

3、理3h后制得PdAg@Pd/C，與在高溫有機相油胺中還原獲得的PdAg合金粒徑相當(dāng)。
　　 (2)進一步通過欠電位步驟，制備了PdAg@Pd，Pt/C。對其氧陰極還原性能測試發(fā)現(xiàn)，對比商業(yè)Pt/C催化劑，PdAg@Pd，Pt/C的LSV起始電位提高10 mv，在獲得更優(yōu)性能的同時，Pt的比質(zhì)量活性是Pt/C的2.25倍，電化學(xué)比面積活性是Pt/C的2.22倍。通過重復(fù)欠電位沉積過程，獲得了多層Pt外殼的PdAg@Pd，Pt/C。

4、發(fā)現(xiàn)隨著外層Pt的厚度增加，其氧還原催化性能增加，但Pt的比質(zhì)量活性與電化學(xué)比面積活性下降。耐甲醇氧化測試表明，在0.05 M甲醇中，PdAg@Pd，Pt/C的起始甲醇氧化電位比Pt/C高0.012 V，具有更優(yōu)的耐甲醇性。
　　 (3)通過摻雜非貴金屬Co，最終形成了以三元合金PdAgCo為內(nèi)核，Pd為亞層Pt為外殼的PdAgCo@Pd，Pt/C氧陰極催化劑。性能測試表明，Co的存在使氧還原催化性能有微弱提高，比PdAg@Pd