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超细pt纳米线结构和熔化行为的分子动力学模拟研究

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物理学报 2012年第13期61卷 95-101页

作者：夏冬王新强重庆大学物理学院重庆401331

基于EAM原子嵌入势,对临界尺寸下的自由pt纳米线的奇异结构和熔化行为进行分子动力学模拟.模拟结果显示,超细pt纳米线的熔点随径向尺寸和结构的不同而发生明显改变;引入林德曼因子,令其临界值为0.03,以此得到对应熔点值大小与通过势能-... 详细信息

基于EAM原子嵌入势,对临界尺寸下的自由pt纳米线的奇异结构和熔化行为进行分子动力学模拟.模拟结果显示,超细pt纳米线的熔点随径向尺寸和结构的不同而发生明显改变;引入林德曼因子,令其临界值为0.03,以此得到对应熔点值大小与通过势能-温度变化曲线找出的一致,又比较了纳米线各层粒子平均林德曼指数的大小,对各层纳米结构的热稳定性进行定量标度;综合分析发现螺旋结构纳米线的熔化从内核开始,而多边形结构的纳米线的熔化从外壳层开始.

关键词： pt纳米线奇异结构熔化行为分子动力学模拟

碱性介质中pt纳米线电极对甲醇提高的电催化氧化活性(英文)

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稀有金属材料与工程 2016年第S1期45卷 440-443页

作者：徐明丽张英杰杨显万张晓凤段奔董鹏昆明理工大学昆明云南650093

借助阳极氧化铝模板,通过交流电沉积的方法制备了pt纳米线。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪和X射线光电子能谱(XPS)等检测手段分别对pt纳米线的组织形貌、晶体结构和化学状态等进行了表征。通过循环伏安法(CV)和时间电流法(i-t)... 详细信息

借助阳极氧化铝模板,通过交流电沉积的方法制备了pt纳米线。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪和X射线光电子能谱(XPS)等检测手段分别对pt纳米线的组织形貌、晶体结构和化学状态等进行了表征。通过循环伏安法(CV)和时间电流法(i-t)对pt纳米线在KOH碱性介质中的电催化氧化性能进行了表征。结果表明:pt纳米线的直径约为65~75nm,纳米线径向呈毛刺结构,属于多晶态结构。pt纳米线电极在碱性介质中对甲醇具有高的电催化氧化活性,约为商业pt/C(JM公司)催化剂的1.38倍。此外,对pt纳米线的催化机理进行了简要分析。

关键词：直接甲醇燃料电池 pt纳米线碱性介质电催化氧化

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PS-b-PEO模板法制备pt纳米线

中国无机分析化学 2017年第1期7卷 75-78页

作者：吴晴晴王玉凤陈志兵威海海洋职业学院食品工程系山东荣成264300

以PS-b-PEO纳米孔膜为基体电极,采用电沉积技术制备了pt纳米线,用扫描电化学显微镜(SECM)、扫描电镜(SEM)和X-射线能谱(EDS)分析法表征了基体电极和pt纳米线。利用循环伏安法考察了pt纳米线的电化学性能。实验结果表明,pt纳米线对甲酸... 详细信息

以PS-b-PEO纳米孔膜为基体电极,采用电沉积技术制备了pt纳米线,用扫描电化学显微镜(SECM)、扫描电镜(SEM)和X-射线能谱(EDS)分析法表征了基体电极和pt纳米线。利用循环伏安法考察了pt纳米线的电化学性能。实验结果表明,pt纳米线对甲酸氧化表现出优异的电催化活性。此外,pt纳米线具有良好的稳定性和重现性,可望用于实际样品中甲酸的测定。

关键词： pt纳米线电沉积循环伏安法

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利用电化学法制备pt纳米线

长春大学学报 2008年第12期18卷 47-48页

作者：杨锐白殿罡北华大学化学与生物学院吉林吉林132013 鞍山师范学院化学系辽宁鞍山114007

利用阳极氧化铝(AAO)作为模板,制备出高定向的pt纳米线。pt纳米线的形貌由环境扫描电镜证实,并通过X-射线能谱(EDX)、X-射线粉末衍射谱(XRD)测试手段进行了表征。

关键词：阳极氧化铝模板 pt纳米线电化学

预制铂纳米颗粒对质子交换膜燃料电池用铂纳米线阴极的结构影响

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无机化学学报 2022年第5期38卷 787-799页

作者：王浩杰王睿卿李冰隋升华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 上海交通大学燃料电池研究所上海200240

铂纳米线(pt NWs)由于其独特的结构特点,比商业pt/C具有更高的氧还原反应(ORR)比活性。在本工作中,我们将预先制备好的铂纳米颗粒(pt NPs)引入到碳基体中,用于诱导生长pt NWs,获得了均匀分布pt NWs的阴极。通过改变pt NP载量(0~0.015 mg... 详细信息

铂纳米线(pt NWs)由于其独特的结构特点,比商业pt/C具有更高的氧还原反应(ORR)比活性。在本工作中,我们将预先制备好的铂纳米颗粒(pt NPs)引入到碳基体中,用于诱导生长pt NWs,获得了均匀分布pt NWs的阴极。通过改变pt NP载量(0~0.015 mg·cm^(-2))和pt NP来源(不同pt含量的pt/C)研究了所制备阴极的结构和性能。用扫描电镜对阴极表面进行了表征,并用透射电镜和X射线衍射分析了pt NW的形貌和晶体结构。在单电池中分别进行了极化曲线和循环伏安曲线测试。当pt NP来源为40%pt/C且其载量为0.005 mg·cm^(-2)时,制备的pt NW阴极具有最佳的单电池性能和最大的电化学表面积(ECSA)。最后,提出了预制pt NP影响pt NWs分布的可能机制。

关键词： pt纳米线阴极结构预制pt纳米颗粒诱导生长质子交换膜燃料电池

铂纳米线的结构及其热力学性质的分子动力学模拟研究

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铂纳米线的结构及其热力学性质的分子动力学模拟研究

作者：夏冬重庆大学

学位级别：硕士

贵金属纳米线作为纳米材料家族中的重要一员，具有许多区别于块体或其他低维材料的独特性质。由于具有优异的电、光、磁与热学性能，在催化、传感，微电子器件等方面有着深远的前景，因而备受各国科学家的青睐。目前，制备外形，尺寸可... 详细信息

贵金属纳米线作为纳米材料家族中的重要一员，具有许多区别于块体或其他低维材料的独特性质。由于具有优异的电、光、磁与热学性能，在催化、传感，微电子器件等方面有着深远的前景，因而备受各国科学家的青睐。目前，制备外形，尺寸可控的纳米线是实验制备的一个重要工作，另外对纳米线稳定性的研究也是应用道路上亟待解决的一个难题。纳米线的尺寸和结构将影响到纳米线的性质，如纳米线的熔化温度随半径的减小而降低，表现出很强的尺寸效应;以及实验和理论上都证明了多壳层螺旋结构的存在。因此，对贵金属纳米线结构，尺寸和热力学性质的研究，将有助于实验上对纳米线构造和制备。本文选取pt纳米线对贵金属纳米线的结构和热力学性质进行研究，基于Johnson的嵌入原子势函数(EAM)，使用分子动力学方法，分别模拟研究了pt纳米线在不同冷却速率下结构和性质的变化;轴线对应块体不同晶向的pt纳米线初始构型对模拟结果的影响;以及临界尺度以下，pt纳米线的奇异结构和稳定性研究。我们模拟得出的主要结果有： ⑴pt纳米线的最终结构是否有序与冷却速率的快慢有关。在非常快的冷却速度下，pt纳米线的微观结构为非晶态;而随着冷却速度降低，初始晶胞大小为2.5a×2.5a×11a的pt纳米线的最终结构表现出多壳层螺旋结构。 ⑵通过对300K时不同冷却速率下的pt最终纳米线的径向分布函数分析表明，多壳层螺旋结构具有长程无序、短程有序的非晶结构的特点;而当冷却速度为k=5×10125k s时，通过键对分析的结果又表明，体系的有序度随着温度的降低而增加，并有一个明显的转变过程，隐含着体系结构的突变。 ⑶不同晶向构造的pt纳米线通过退火模拟后有着大致相似的微结构，且[110]晶向纳米线较[100]、[111]型有更好的结构稳定性和热稳定性。 ⑷通过对临界尺寸下的pt纳米线的结构和熔化行为进行分子动力学模拟，得到一系列稳定而规则的自由pt纳米线奇异结构，计算其各自熔点，发现与pt纳米线的结构和尺寸密切相关，纳米线的熔点大致随直径的减小而呈降低趋势。 ⑸为了更进一步描述pt纳米线的熔化特征及稳定性，我们引入了林德曼指数对纳米线升温过程中的热稳定性进行定量标度。在升温过程中计算出不同纳米线各层上的林德曼指数，发现螺旋结构纳米线的内层指数较高，外层较低，表明这种构型纳米线的熔化是由内向外展开的;而类块体多边形结构的纳米线的熔化进行方向相反。

关键词： pt纳米线分子动力学模拟结构热力学性质

三维钛基纳米线复合结构的可控合成与甲醇氧化性能研究

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三维钛基纳米线复合结构的可控合成与甲醇氧化性能研究

作者：田茶合肥工业大学

学位级别：硕士

直接甲醇燃料电池是一种环境友好型电池,具有结构简单、无污染的能量转换过程等特点,在清洁能源的领域具有广泛的应用前景。在传统商业电极中是以碳黑作为贵金属pt的载体,然而,碳黑容易随着反应的进行在溶液中被腐蚀,另一方面,贵金属pt... 详细信息

直接甲醇燃料电池是一种环境友好型电池,具有结构简单、无污染的能量转换过程等特点,在清洁能源的领域具有广泛的应用前景。在传统商业电极中是以碳黑作为贵金属pt的载体,然而,碳黑容易随着反应的进行在溶液中被腐蚀,另一方面,贵金属pt作为催化剂大大增加了电池的成本,这阻碍了燃料电池的商业化。本论文中作者将水热合成法、磁控溅射法与化学气相法相结合制备出具有三维空间结构的TiO2和TiN/TiO2纳米线作为催化剂载体,采用甲酸还原的方法在其表面获得了pt纳米颗粒与超细pt纳米线以及ptCu合金,系统研究了复合催化剂的电化学催化性能。主要研究结果如下:(1)通过水热合成法制备得到了锐钛矿型TiO2纳米阵列,通过对温度、溶液碱性等因素的调节,可以控制生长TiO2纳米线与纳米带。获得的高纵横比的TiO2纳米线阵列,纳米线的直径分布在50-100nm之间,长度在1-10μm左右。(2)利用磁控溅射的方法,先在TiO2纳米线阵列的表面溅射一层TiN薄膜,然后在高温下的氨气气氛中,对TiO2纳米线进行氮化处理,研究了氮化温度对TiO2的物相和形貌的影响,通过改变不同的氮化温度,实现了TiO2转化为TiN物相。最后,综合选择800°C的氮化温度制备的样品TiN/TiO2化合物,作为复合催化剂的载体。(3)采用甲酸还原法在TiO2纳米线上负载贵金属pt,获得了pt纳米颗粒与超细pt纳米线,成功制备出pt/TiO2复合物,并与pt/Ti-mesh复合物进行比较,由于TiO2纳米线与pt存在协同作用,在甲醇氧化的性能测试中,pt/TiO2复合物具有更优的电催化性能和稳定性。(4)采用甲酸还原法在氮化后的TiO2纳米线上负载贵金属pt,获得了pt纳米颗粒与超细pt纳米线,成功制备出pt/TiN/TiO2复合物,并与pt/C商业催化剂进行比较,pt/TiN/TiO2复合物具有更好的电催化活性和稳定性。是因为氮化之后的TiO2具有优良的导电性、耐腐蚀性和稳定性。(5)采用甲酸还原法在氮化后的TiO2纳米线上负载pt Cu的合金,成功制备出ptCu/TiN/TiO2复合物,通过研究不同pt/Cu比例,测试ptCu/TiN/TiO2复合材料的电催化性能。结果表明,在一定的pt含量中,在一定范围内,随着Cu含量的增加,样品表现出更好的催化性能,当pt和Cu的比例为3:1时,复合催化剂表现出最高的甲醇氧化的催化性能。

关键词： TiO2纳米线 pt纳米线 ptCu合金甲醇氧化

贵金属pt、Au纳米结构的组装及其催化性能研究

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贵金属Pt、Au纳米结构的组装及其催化性能研究

作者：郝彦霞燕山大学

学位级别：硕士

基于生物模板的纳米材料的自组装，因操作简单，模板易得，产物形貌重复性高等优点，在众多的制备方法中表现出显著的优势。胰岛素纤维因直径较小，分子识别能力和自组装能力很强，在很多化学条件下仍能保持较好的力学强度和物理化学稳... 详细信息

基于生物模板的纳米材料的自组装，因操作简单，模板易得，产物形貌重复性高等优点，在众多的制备方法中表现出显著的优势。胰岛素纤维因直径较小，分子识别能力和自组装能力很强，在很多化学条件下仍能保持较好的力学强度和物理化学稳定性，而成为很好的生物模板。本文利用胰岛素原粉合成的胰岛素纤维为生物模板，研究贵金属pt、Au纳米结构的组装，并采用透射电子显微镜(TEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)等手段对样品进行了形貌及组成的分析与表征。对制备的纳米结构进行CO催化氧化的测试，研究其催化性能。主要研究内容和结果归纳如下：以胰岛素纤维为模板制备并组装了铂纳米线，并考察了不同还原剂、不同pH值的盐溶液以及不同铂盐加入量对制备铂纳米线的影响。探究合成铂纳米线的最佳实验条件，通过TEM，EDS，XRD等手段对合成的铂纳米线进行了形貌和结构分析。考察了样品对一氧化碳的低温催化氧化性能，CO的转化率可达100%。以胰岛素纤维为模板组装了金纳米链。探究了不同金盐前驱体以及盐溶液的加入量对金铂纳米链合成的影响，找到合成金纳米链的最佳实验条件。利用TEM、XRD等测试手段对合成的样品进行形貌和结构的表征。用合成的金纳米链进行CO的催化氧化实验，制备的金纳米链对CO的氧化具有较好催化作用。

关键词：生物模板法胰岛素纤维 pt纳米线 Au纳米链 CO催化氧化