【摘 要】
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直接醇类燃料电池（DAFC）是一种以液体醇类为燃料的低温电池。由于其燃料来源丰富、成本低廉、易于转运储存,同时具有高的理论能量比以及低污染等优点,可以作为一种便携式电源的理想动力源。然而,其关键部件电催化剂的缺陷严重阻碍了 DAFC的商业化发展。常用的DAFC催化剂是Pt基催化剂,因此探寻拥有高催化活性、高稳定性的新型Pt基催化剂成为目前研究的重点。本论文以MoS2及其复合物为载体负载Pt基纳米材
【基金项目】
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国家自然科学基金； 宁波大学王宽诚幸福基金；
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直接醇类燃料电池（DAFC）是一种以液体醇类为燃料的低温电池。由于其燃料来源丰富、成本低廉、易于转运储存,同时具有高的理论能量比以及低污染等优点,可以作为一种便携式电源的理想动力源。然而,其关键部件电催化剂的缺陷严重阻碍了 DAFC的商业化发展。常用的DAFC催化剂是Pt基催化剂,因此探寻拥有高催化活性、高稳定性的新型Pt基催化剂成为目前研究的重点。本论文以MoS2及其复合物为载体负载Pt基纳米材料,获得新型Pt基复合催化剂,研究发现该新型催化剂对小分子有机物具有突出的催化活性;同时也研究了这些催化剂催化氧化小分子有机物的反应机理。本论文的具体内容包括以下三点:（1）利用简单的水热法制备了 MoS2/RGO复合物,然后以Ni（NO3）2为Ni源,将PtNi合金负载到预先制备的MoS2/RGO纳米片的表面上,得到Pt3Ni-MoS2/RGO复合材料并以此作为电极催化剂。实验结果显示,制备的Pt3Ni-MoS2/RGO电极对乙二醇的电催化性能分别是相同条件下Pt3Ni和Pt-MoS2/RGO电极的5.80和2.40 倍。（2）通过水热法制备得到Bi2WO6纳米片,然后用MoS2对Bi2WO6进行复合改性得到Bi2WO6/MoS2纳米复合材料,以其作为载体,通过水热还原将Pt纳米粒子负载于复合材料表面,合成后的Pt-Bi2WO6/MoS2被应用到甲醇的光辅助电催化氧化实验中。Pt-Bi2WO6/MoS2在可见光照射下对甲醇氧化反应的电催化性能是黑暗条件时的1.5倍,其光电催化性能也是Pt-Bi2WO6电极的2.5倍。光催化和电催化过程的协同作用以及Bi2WO6/MoS2异质结的形成,导致了Pt-Bi2WO6/MoS2对甲醇氧催化性能的提高。（3）通过水热法在BiOI纳米片上原位生长MoS2以制备BiOI/MoS2异质结并将其作为负载Pt纳米粒子的载体,获得的Pt-BiOI/MoS2复合物被用作可见光照射下甲醇氧化反应的电催化剂。电化学测试结果表明,制备的Pt-BiOI/MoS2表现出极高的甲醇氧化反应活性和稳定性,在可见光照射下其催化活性是相同条件Pt-BiOI电极的12.0倍,是传统电催化过程下的商业Pt/C电极的3.5倍。所构建的BiOI/MoS2异质结对光具有宽吸收,可为光辅助增强电催化有机小分子氧化反应提供了新思路。
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