Ni@Pt核壳结构燃料电池催化剂的制备及催化性能研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lhchg1982
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
质子交换膜燃料电池是最有可能广泛应用的低污染高效率能源转换装置。该装置的成本主要在催化剂上,由于催化剂Pt价格昂贵而且资源稀少,燃料电池的研究发展依赖于获得低铂高活性的催化剂。贵金属及合金催化剂的活性与其形貌、晶体结构、表面状态、颗粒尺寸、负载分散性等因素有关。目前已有大量研究对铂进行合金化处理降低Pt在催化剂中的用量,但这仍不足以将燃料电池的成本降低到期望水平。研究显示对纳米颗粒的形貌调控可以有效提高催化剂的表面积和高指数晶面,从而提高电化学活性。另外,由于催化剂在使用时主要是在表面发生催化反应,颗粒内部的贵金属处于无用状态,核壳结构正是针对这一特点设计的,可以有效降低铂的使用量。本研究采用PtNi系列合金作为研究对象来调控获得到得高活性的催化剂。研究采用两步法调控得到多种形貌PtNi纳米颗粒。研究了 Pt/Ni的摩尔比对形貌的影响。研究发现:只在Pt/Ni合金摩尔比为1:1的时候,才会倾向于多枝状结构的生成;枝状组织是特定晶体方向生长,只含有铂元素;加入CTAB和二苯醚都促进得到核壳型结构纳米粒子,壳层较为均匀;Pt/Ni为1:3时核壳结构的表层铂的层厚度在6nM左右。本论文还研究了热处理温度、时间、气氛对PtNi/C催化剂电化学活性影响。在N2/H2气氛下400℃/4h热处理后PtNi获得最佳的氧还原反应活性,半波电位为0.74V,电流密度为4.45mA·cm过长的加热时间会导致金属粒子的团聚,过高的热处理温度则引起纳米PtNi的长大。本论文采用XPS分析不同状态下PtNi/C催化剂表面铂的氧化态和Pt/Ni比。在N2/H2气氛下混合气体中热处理可以降低表面氧化态数量,并且在某些条件下可以完全得到金属还原态。表面Pt/Ni比表明PtNi纳米粒子发生了表面偏析,形成了合金核壳结构。
其他文献
随着人民生活水平的不断提高,我国汽车保有量逐年增加,特别是轿车正以飞快的速度步入家庭,人们为了车辆的安全大都安装了汽车防盗报警系统。汽车防盗装置由初期的机械控制,发
<正> 应激(Stress)原来是工程学上的一个术语,表示物体受机械力的拉长而产生的应力。加拿大 Hans selye 首先应用这个名词到医学上来,其意义是表示很多作用于身体因素所引起
综述分析了城市出租车服务的相关研究,介绍了经济学框架下的研究、网络平衡数学模型以及排队论与仿真方法的应用,回顾了取得的进展,分析了难以精确描述服务过程、部分结论与
20世纪80年代以来,世界上许多国家由于经济衰退和日益严重的人口老龄化等因素影响,基本养老保险制度开始陷入越来越严重的财务危机,进而引发了老年保障危机,导致社会不稳定。
蒸散量是水资源相互转化过程中非常重要但又难以定量确定的要素之一。SEBS(Surface Energy Balance System)模型是通过遥感数据计算区域蒸散量的重要模型,该模型可以在较少地面
擒拿格斗技术是人民警察必须掌握的公安专业基本技能,也是警察院校大学生的必修课。学习擒拿格斗技术,首先要从理论上明确擒拿格斗技术组成的要素:心理素质、力量素质、时机
宋代官办慈善机构按其管理权和运作方式可分为中央官办和地方官办两大类。主要包括福田院、居养院、安济坊、慈幼局和漏泽园等机构。在行政管理和经费管理上,宋代官办慈善机
近年来,江西省针对山洪灾害频繁出现的情况,开展了一系列的山洪防治项目,为了对该些项目的运行效益进行评估,本文在查阅大量国内外相关文献的基础上,根据可持续发展的原则,结
阐述了电力自动化的重要性,概述了自动化所包含的内容与其发展现状,并从多方面论述了电力自动化的发展趋势。