不同溶剂中热解制备Pd基三元金属催化剂及其对乙醇的电催化性能的研究

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因为乙醇具有许多优异的性能,比如较高的能量密度和较低的毒性等,对环境没有污染,最重要的是,乙醇的价格低廉,容易得到,是因为乙醇可以从大量的农产品发酵中得到。所以乙醇的氧化反应(EOR)在电化学研究领域中早已经被广泛的研究,成为人们讨论的热门话题。最近的研究表明,Pd在乙醇氧化过程中,特别是在碱性介质中是一个良好的催化剂。与Pt相比,Pd和Pd-基催化剂由于其较低的成本和较Pt相比较为丰富的资源以及其类似Pt的电子结构,因而被人们广泛的研究。本论文采用XRD、SEM、EDS、TEM等来表征催化剂的微观结构和形貌。用CHI660B工作站来进行电化学的一系列测试方法探究所制备的催化剂对乙醇的电催化活性。主要实验内容如下:1、主要采用热解合成的方法将三种金属Pd、Ni、Al按不同比例混合后,将三金属Pd1NiyAl0.5三元复合金属颗粒(金属原子摩尔比Pd:Ni:Al分别为1:2:0.5、1:4:0.5和1:6:0.5)附着到多壁碳纳米管(MWCNTs)上(记为:Pd1NiyAl0.5/MWCNTs)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等主要看到样品的晶型和形貌,然后通过CHI660B电化学工作站,采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)等方法对直接乙醇燃料电池(DEFCs)的重要阳极反应中乙醇氧化反应(EOR)进行所制备的催化剂的电化学检测,Pd1Ni4Al0.5/MWCNTs与其他催化剂相比对EOR具有良好的电催化活性,这主要是因为它具有相对较小的颗粒尺寸和较高的极化电极电位。2、本实验主要通过水热的方法,将三元合金Pd1NiyMg0.5复合金属催化剂颗粒附着到多壁碳纳米管(MWCNTs)上(记为Pd1NiyMg0.5/MWCNTs),然后在电化学工作站CHI660B上进行一系列电化学行为的测试。并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)主要看到样品的晶型和形貌,主要采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)对直接乙醇燃料电池(DEFCs)的重要阳极反应中乙醇氧化反应(EOR)进行关于所制备的催化剂的检测,Pd1Ni4Mg0.5/MWCNTs与其他催化剂相比对EOR具有良好的电催化活性。3、将不同方法处理过的石墨烯(水热法处理的石墨烯记作石墨烯a,0.5M NaOH处理的石墨烯记作石墨烯b、1.5M NaOH处理的石墨烯记作石墨烯c)分别与相同量的PdO混合后,通过研磨的方法制备成催化剂后,对乙醇进行一系列的电化学催化氧化测试,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)主要看到样品的晶型和形貌,主要采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)对直接乙醇燃料电池(DEFCs)的重要阳极反应中乙醇氧化反应(EOR)进行关于所制备的催化剂的检测,研究发现,石墨烯b+PdO对乙醇的电催化活性最好。4、以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐为溶剂,用PdO分别和石墨烯,乙炔黑,多壁碳纳米管(MWCNTs)制备催化剂对乙醇进行电催化行为的研究。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)主要看到样品的晶型和形貌,主要采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)对直接乙醇燃料电池(DEFCs)的重要阳极反应中乙醇氧化反应(EOR)进行关于所制备的催化剂的检测,研究发现,PdO+石墨烯对乙醇的电催化活性最好。
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