鈀納米粒子的電化學(xué)合成、伏安表征和電催化活性研究.pdf

1、燃料電池是綠色、高效的新型發(fā)電裝置，其中直接甲醇燃料電池(DMFC)是目前研究最為廣泛的一種燃料電池，其特點(diǎn)有：以便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)募状甲鳛槿剂?，具有較高的能量轉(zhuǎn)化效率，是十分理想的可移動(dòng)或者小型化能源之一，在交通、通訊、軍事、航天等方面具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的潛在市場(chǎng)。現(xiàn)在DMFC研究中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是如何提高催化劑的催化活性、抗中毒能力和降低催化劑中鉑的載量。鉑是目前使用最廣的陽(yáng)極催化劑，但其缺點(diǎn)是成本高，而且抗中毒能力差。因此

2、制備價(jià)格較低、催化活性又比較高的其它金屬或者合金納米粒子作為甲醇氧化的電催化劑是一項(xiàng)重要的研究課題。催化劑的活性與其顆粒大小、形狀、表面形態(tài)等因素密切有關(guān)，因此制備粒徑可控、分散性好的納米粒子催化劑是提高燃料電池性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。 電化學(xué)方法合成納米粒子一直受到人們很大的關(guān)注，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、方便，所得產(chǎn)物純度高，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)電流和電位很好地控制納米粒子的尺寸和形貌。本論文中，在水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的存在

3、下，通過(guò)電化學(xué)方法直接還原氯鈀酸可以得到大量尺寸可控的鈀納米粒子。PVP的存在極大促進(jìn)了鈀納米粒子的形成并抑制了鈀在鉑電極上的電化學(xué)沉積，同時(shí)還有效保護(hù)了形成的鈀納米粒子。與靜止的工作電極相比，本文中使用的旋轉(zhuǎn)陰極可以使陰極/溶液界面處合成的金屬納米粒子可以很快地離開(kāi)陰極區(qū)域，進(jìn)入體相溶液，從而避免納米粒子間的團(tuán)聚。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)電流和PVP的濃度得到了尺寸可控，粒徑均勻，單分散性良好的鈀納米粒子，并用TEM等研究手段進(jìn)行了表征