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文檔簡介
1、直接甲醇燃料電池是一種環(huán)境友好型電池,具有結(jié)構(gòu)簡單、無污染的能量轉(zhuǎn)換過程等特點,在清潔能源的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在傳統(tǒng)商業(yè)電極中是以碳黑作為貴金屬Pt的載體,然而,碳黑容易隨著反應(yīng)的進(jìn)行在溶液中被腐蝕,另一方面,貴金屬Pt作為催化劑大大增加了電池的成本,這阻礙了燃料電池的商業(yè)化。本論文中作者將水熱合成法、磁控濺射法與化學(xué)氣相法相結(jié)合制備出具有三維空間結(jié)構(gòu)的TiO2和TiN/TiO2納米線作為催化劑載體,采用甲酸還原的方法在其表面獲得
2、了Pt納米顆粒與超細(xì)Pt納米線以及PtCu合金,系統(tǒng)研究了復(fù)合催化劑的電化學(xué)催化性能。主要研究結(jié)果如下:
(1)通過水熱合成法制備得到了銳鈦礦型TiO2納米陣列,通過對溫度、溶液堿性等因素的調(diào)節(jié),可以控制生長TiO2納米線與納米帶。獲得的高縱橫比的TiO2納米線陣列,納米線的直徑分布在50-100nm之間,長度在1-10μm左右。
(2)利用磁控濺射的方法,先在TiO2納米線陣列的表面濺射一層TiN薄膜,然后在高溫下
3、的氨氣氣氛中,對TiO2納米線進(jìn)行氮化處理,研究了氮化溫度對TiO2的物相和形貌的影響,通過改變不同的氮化溫度,實現(xiàn)了TiO2轉(zhuǎn)化為TiN物相。最后,綜合選擇800℃的氮化溫度制備的樣品TiN/TiO2化合物,作為復(fù)合催化劑的載體。
(3)采用甲酸還原法在TiO2納米線上負(fù)載貴金屬Pt,獲得了Pt納米顆粒與超細(xì)Pt納米線,成功制備出Pt/TiO2復(fù)合物,并與Pt/Ti-mesh復(fù)合物進(jìn)行比較,由于TiO2納米線與Pt存在協(xié)同作
4、用,在甲醇氧化的性能測試中,Pt/TiO2復(fù)合物具有更優(yōu)的電催化性能和穩(wěn)定性。
(4)采用甲酸還原法在氮化后的TiO2納米線上負(fù)載貴金屬Pt,獲得了Pt納米顆粒與超細(xì)Pt納米線,成功制備出Pt/TiN/TiO2復(fù)合物,并與Pt/C商業(yè)催化劑進(jìn)行比較,Pt/TiN/TiO2復(fù)合物具有更好的電催化活性和穩(wěn)定性。是因為氮化之后的TiO2具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和穩(wěn)定性。
(5)采用甲酸還原法在氮化后的TiO2納米線上負(fù)載
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