【摘 要】
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Pt基或Pd基催化剂是目前低温燃料电池最有效的催化剂。为了提高贵金属催化剂的催化性能,研究人员开展了大量的工作,对贵金属材料的形态和结构进行了设计。其中,由金属纳米颗
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Pt基或Pd基催化剂是目前低温燃料电池最有效的催化剂。为了提高贵金属催化剂的催化性能,研究人员开展了大量的工作,对贵金属材料的形态和结构进行了设计。其中,由金属纳米颗粒组成的网络结构是很有前景的,具有比表面积大和催化性能优异的特点。然而,研究人员专注于调整纳米网络的组成以改善这些催化剂的催化性能,却很少人为的设计合成这类网络纳米粒子。在本论文中,首先是制备一种结构新颖的絮状前驱体,然后通过电化学循环对前驱体进行脱合金化,最终成功制备了由纳米颗粒组成的贵金属网络材料。本论文由以下三部分组成:(1)使用絮状的核壳PtNi@Ni前驱体,在电化学脱合金之后合成具有多孔纳米颗粒的网络PtNi催化剂。物理表征显示了纳米孔隙(纳米粒子内的孔和它们之间的孔隙)在电化学脱合金过程中的形成过程,并且在22个循环之后形成了富Pt表面。所得催化剂具有较好的ORR催化活性。(2)在该研究中,采用了一种新颖的方法来合成网状PtCo催化剂,该催化剂由棉花状PtCo前体材料演变的多孔纳米颗粒组成。发现在电化学脱合金之后,纳米颗粒的网状结构和内部孔隙均可以形成。电化学数据还表明,所得的PtCo网络对甲醇氧化反应(MOR)的质量和面积活性高于商业Pt/C,PtRu/C催化剂。(3)在该研究中,通过使用循环伏安脱合金PdNi前体来制备PdNi网络催化剂(PdNi NN)。利用电子显微镜和X射线衍射来显示所制备的催化剂形态的演变。循环伏安法实验表明,PdNi NN有利于乙醇的催化氧化反应(EOR)。与PdNi/C和商业Pd/C催化剂相比,PdNi NN的氧化峰电位正向偏移+105和+168 mV,峰值电流密度增加1.53和3.75倍。
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