钼掺杂铂合金结构调控及其电催化

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:billyte
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
进入21世纪,化石燃料日渐枯竭,如何解决能源问题成了人们必须正视的一大难题。氢能的诞生,开创了一种清洁、高效的能源发展途径,是解决能源问题的有效途径。制取氢气的成本有相当大的部分都源自产氢催化剂,主要是因为Pt的高昂成本。降低催化剂成本,就能极大地促进氢能的发展和实际应用。将Pt和过渡金属(Co、Cu等)形成合金,用于催化反应可以提高Pt的利用率,有效降低催化剂的成本。本文利用六羰基钼还原多金属前驱体,得到了Mo掺杂的PtCo合金纳米线和PtCu合金纳米枝晶。通过多种材料成分分析手段(XRD,ICP,XPS)、形貌分析手段(TEM、HRTEM)和电化学测试方法(CV、LSV、HER、MOR)对所制得的催化剂进行表征。具体的研究内容如下:1.利用油胺还原法得到了Mo掺杂的PtCo纳米线,其表面有较多的突起结构,有利于表面积的提高。而利用一氧化碳还原的PtCo合金呈大小不一的球状,说明六羰基钼不仅能够在合金中引入微量的Mo元素,同时对于合金形貌也能产生较大影响,从而改变合金的催化性能。通过六羰基钼和油胺共还原得到的合金纳米线具有较高的析氢反应催化性能和甲醇氧化性能。通过XPS分析可知,Mo和Co两种过渡金属的加入会改变Pt的电子云分布情况,并产生原子间的应力和配体效应,使电催化反应中的小分子更容易在催化剂上吸附并反应,从而提高催化性能。电化学测试表明,在析氢反应为10 mA·cm-2时PtCoMo/C的过电位为21 mV,低于商业Pt/C(32 mV)。在5000圈CV循环后,PtCoMo/C催化剂过电位升高了9 mV,而商业Pt/C升高了15 mV。这说明PtCoMo/C催化剂具有更高的催化活性和稳定性。甲醇氧化反应(MOR)中,PtCoMo/C的质量活性为0.87 A mgPt-1,是商业Pt/C的2.45倍。800圈CV循环后,PtCoMo/C活性降低32%,而Pt/C降低了60%。2.通过类似方法制得PtCuMo颗粒呈纳米枝晶,其整体形状为表面粗糙的八面体。而通过CO还原得到的PtCu合金颗粒呈六足状,同样证明了六羰基钼在Pt合金制备中的形貌控制作用。析氢反应电催化效率明显提高。当电流密度为10 mA·cm-2时,其过电位为28 mV,驱动HER反应的过电位低于商业Pt/C催化剂。5000圈CV循环后,过电位升高仅为4 mV,比商业Pt/C更稳定,主要原因是Cu对Pt活性位点的保护作用。此外,甲醇氧化反应的质量活性为1.02A·mgPt-1,是Pt/C的2.85倍。800圈CV循环后活性降低为27%,比Pt/C催化剂有更好的稳定性,这主要是由于Cu在合金催化的过程中起到的稳定作用,能够将反应的中间产物及时脱除,保证催化反应的持续进行。
其他文献
学位
学位
目的:本研究以尾部具有明显差异的阿勒泰羊(肥臀尾型)和湖羊(短脂尾型)尾部脂肪组织为研究对象,构建急性冷应激下阿勒泰羊和湖羊的mi RNA文库;分析预测急性冷应激后差异表达mi RNA的靶基因以及其相对应的富集通路和生物学功能;筛选两个文库中可能与脂肪代谢相关的差异表达mi RNA,并对其进行验证,为进一步研究mi RNA在脂肪代谢中的作用机制奠定基础,为初步探明寒冷应激下绵羊脂肪代谢的分子机制、
学位
在多种类型的响应光子晶体中,磁响应光子晶体由于其快速磁响应性和颜色分辨率高而具有广阔的应用前景。溶剂热法与其他制备方法相比具有独特的优势,但溶剂热法探究纳米Fe3O4
近年来,我国工业化、城市化迅速推进,空气污染、水污染、重金属污染多发。由重金属污染导致的食品安全问题一次次牵动人们的神经。与此同时,在保健品和食品方面,人们越来越热
近年来人们对农作物产量以及害虫防治的需求不断增加,农药的使用量也越来越多,但农药、除草剂的使用不当,如过量使用、投毒、误食等,会危害环境生态体系和人们的生命健康。百草枯(paraquat,PQ),学名1-1’-二甲基-4-4’-联吡啶阳离子盐,是一种由硫酸二甲酯、金属钠、吡啶反应而成的快速非选择性的除草剂,由于其除草范围广,效果好,被誉为农药之王。但是,百草枯对人和动物是具有毒性的,既可以经口进入
学位
目的:通过比较“益气清热”方中药口服联合辛复宁重组人干扰素α-2b阴道泡腾胶囊阴道内给药与单纯使用辛复宁重组人干扰素α-2b阴道泡腾胶囊阴道给药治疗宫颈高危型人乳头瘤病毒持续性感染,观察两组治疗前后HPV转阴情况及中医证候积分的变化等,评估“益气清热”方干预对本病的疗效及安全性。以期形成新的宫颈高危型人乳头瘤病毒持续性感染治疗方案,降低宫颈癌的发病率。同时探索细胞因子与宫颈病变之间的相关性,以为中
随机 Kaczmarz 算法(Randomized Kaczmarz Algorithm,RK)已经证明 了其在求解超定和欠定相容线性方程组问题中的有效性,并且其随机思想也已被广泛地推广和应用于其他算法中。