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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。