【摘 要】
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二十一世纪,人类社会面临着环境污染与能源危机双重挑战,科研工作者们不懈努力以寻找新的清洁能源来代替传统的化石燃料。氢能无污染、能量高、来源广泛、储备丰富,因而得到人们极大关注。燃料电池因具有高能量转换率、高发电效率等优点从众多能源技术中脱颖而出。发展燃料电池技术,重点是高效催化剂的研发,常用的Pt、Pd、Ru、Ag等贵金属纳米催化剂具有极好的电催化活性,但高昂的成本让燃料电池的工业化发展受到限制。
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二十一世纪,人类社会面临着环境污染与能源危机双重挑战,科研工作者们不懈努力以寻找新的清洁能源来代替传统的化石燃料。氢能无污染、能量高、来源广泛、储备丰富,因而得到人们极大关注。燃料电池因具有高能量转换率、高发电效率等优点从众多能源技术中脱颖而出。发展燃料电池技术,重点是高效催化剂的研发,常用的Pt、Pd、Ru、Ag等贵金属纳米催化剂具有极好的电催化活性,但高昂的成本让燃料电池的工业化发展受到限制。为解决这个问题,我们通过改变贵金属纳米材料的形貌、尺寸等增加贵金属材料的比表面积,增加反应活性位点。本论文以调控贵金属纳米材料形貌为目的,探究新颖的材料合成方法,制备具有特殊结构的Pt和Pd纳米材料,并研究其电化学性能。主要工作如下:1、以Pt（acac）2为前驱体,油胺为溶剂和表面活性剂,NH4F为形貌调控剂,在氢气还原氛围下,通过溶剂热法合成Pt纳米片。经电化学性能测试表明,该独特形貌的Pt纳米片对于HER、MOR和ORR反应均表现出优异的催化性能以及良好的稳定性。尤其在电流密度达到100 mA cm-2时其过电位为88 mV,远小于Pt/C的过电位（191 mV）以及之前报道的一些催化剂。2、以合成Pt纳米片的方法为基础,拓展并优化反应条件,合成具有特殊结构的Pd纳米材料。结果发现,当前驱体为Pd（acac）2,在NH4F和氢气作用下生成混合着小颗粒的Pd纳米片;进一步添加PVP后,得到三维Pd纳米片;使用三正辛胺与油胺混合溶剂,不添加PVP,在氢气还原氛围下获得Pd纳米花。初步测试发现,Pd纳米花对HER反应具有最低的过电位和最高的电子转移速率。
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