基于铂铜纳米晶体的可控合成、结构表征及电化学性能的研究

作     者：刘太阳 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：袁强

授予年度：2018年

学科分类：0808[工学-电气工程] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：铂铜 纳米合金 电催化 燃料电池 乙醇氧化 氧还原 

摘      要：在高速发展的人类社会,一个国家和民族兴旺的发展和能源是息息相关的,也是一个国家、社会迅猛发展的动力源泉。但目前人类使用的传统能源(如石油,煤,天然气等)是不可再生的且在使用过程中会污染环境,破坏人类生存的家园,所以如何发展能够保护环境的清洁能源已然成为现在研究的一项重要课题。目前,清洁能源中的燃料电池是一种以电化学的方式直接将化学能转换为电能的一种新型能源。直接乙醇燃料电池是燃料电池其中的一种,直接乙醇燃料电池是使用乙醇作为燃料的一种燃料电池,由于乙醇具有无毒、无污染、可再生、能量转化率高、运输方便且在自然界中天然的存在等优势,慢慢的开始引起了人们的研究兴趣。目前铂基纳米催化剂在乙醇燃料电池中得到广泛的应用,但贵金属Pt在地球上含量的稀缺导致了昂贵的价格,从而限制了大范围的应用,所以如何加入过渡金属与Pt形成合金,并且具有较高的催化活性和稳定性是现在一个具有挑战性的课题。本论文通过研究合成具有高催化活性和稳定性的PtCu纳米合金催化剂为目标,设计和制备了几种PtCu纳米合金,测试其电催化性能。(1)以乙酰丙酮铂和乙酰丙酮铜作为金属前驱体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP,Mw=8000)和碘化钠为表面活性剂,盐酸羟胺为还原剂,DMF为溶剂,通过溶剂热法在130℃下反应8小时,成功制备了亚5纳米截角八面体的PtCu纳米合金。在碱性介质下,阴极的氧还原反应(ORR)和阳极的乙醇氧化反应EOR的电催化性能测试中,都远远的优于商业的Pt/C。(2)以乙酰丙酮铂和乙酰丙酮铜作为金属前驱体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP Mw=8000)和碘化钠为表面活性剂,盐酸羟胺为还原剂,DMF为溶剂,氧化石墨烯为载体,通过一步法在130℃下反应8小时,成功制备了Pt Cu/GO纳米合金。在碱性介质下,阴极的氧还原反应(ORR)和阳极的乙醇氧化反应EOR的电催化性能测试中,都远远的优于商业的Pt/C。