不同氨基酸對(duì)鈀納米晶的形成及電催化性能的影響.pdf

1、燃料電池就是一種能夠適應(yīng)未來能源需求和環(huán)境保護(hù)要求的理想能源。它具有高效、安全、環(huán)境友好、易操作等其他能量發(fā)生裝置不可比擬的優(yōu)越性。已經(jīng)在交通、航天等多個(gè)領(lǐng)域展開了應(yīng)用。但是，目前仍然有一些因素制約著燃料電池的發(fā)展，首當(dāng)其沖的要數(shù)燃料電池中的貴金屬催化劑。其昂貴的價(jià)格制約了燃料電池的發(fā)展。因此，降低催化劑成本，提高催化劑的利用率，尋找替代催化劑成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。碳納米管以其獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)，良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性使其可以作為良好的催化劑

2、載體。然而，碳納米管的化學(xué)惰性使其不易于金屬的負(fù)載，為此，我們需要選擇合適的添加劑使碳管表面官能團(tuán)化，以便使活性金屬能夠更好的負(fù)載在碳管的表面。
　　本文研究了以碳納米管為載體，以價(jià)格相對(duì)低廉的鈀作為鉑的替代催化劑，通過一定的實(shí)驗(yàn)條件，加入不同的氨基酸來修飾碳管，使其在既能保持碳納米管良好特性定的同時(shí)還能改善碳管的化學(xué)惰性，較好的吸附活性催化劑金屬鈀，展現(xiàn)良好的電化學(xué)活性。本論文主要研究的內(nèi)容如下：
　　1.簡(jiǎn)述燃料電池的發(fā)

3、展史，介紹燃料電池的研究現(xiàn)狀，綜述燃料電池催化劑的制備方法，以及研究進(jìn)展。
　　2.蘇氨酸對(duì)碳納米管上鈀納米晶形成的影響和電催化性能研究。以蘇氨酸為添加劑，以碳納米管為載體，水熱可控制備出粒徑均一、分散均勻的Pd鈀納米晶催化劑。通過對(duì)其進(jìn)行物理性質(zhì)表征和電催化氧化性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在添加劑存在的條件下合成的催化劑活性和穩(wěn)定性比未加添加劑合成的催化劑明顯提高，說明合適的添加劑可以起到調(diào)節(jié)催化劑顆粒大小和分散性的作用，從而提高了催化劑的電

4、催化性能。
　　3.精氨酸對(duì)碳納米管上鈀納米晶形成的影響和電催化性能研究。以精氨酸作為添加劑在碳納米管表面合成了金屬鈀納米晶體，研究了精氨酸對(duì)Pd納米晶體的形貌、粒徑及其對(duì)甲酸和氫氧化的電催化性能的影響。結(jié)果表明，在精氨酸的作用下，鈀納米顆?？梢跃鶆虻刎?fù)載在碳納米管表面，更有利于粒徑小的Pd納米粒子均勻分布，在相同金屬載量情況下，具有更多的活性位點(diǎn)，更有利于氫的電催化氧化。
　　4.色氨酸對(duì)碳納米管上鈀納米晶形成的影響和電催

5、化性能研究。本章以色氨酸為添加劑修飾碳納米管作載體，合成了鈀納米晶體，并研究添加劑對(duì)鈀納米晶的形貌、粒徑以及電催化活性的影響。結(jié)果表明，在色氨酸添加劑的作用下，金屬鈀納米顆粒分散性較好地負(fù)載在碳納米管表面，并且催化劑活性和穩(wěn)定性有明顯提高。
　　5.對(duì)上述研究結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)。以上述氨基酸作為添加劑修飾碳納米管能夠較好的吸附活性金屬鈀，同時(shí)能夠不破壞碳納米管固有的良好性質(zhì)，提高鈀的分散性和利用率，降低了催化劑的成本的同時(shí)展現(xiàn)良好的