石墨烯負載過渡金屬摻雜鉑基納米材料的制備及其甲醇電催化性能.pdf

1、單位代碼 1 0 4 7 6學 號 1 5 0 3 1 8 3 0 1 9分類號 0 6 4 5㈣～南鉗刪警 河南衙瓢大學碩士學位論文石墨烯負載過渡金屬摻雜鉑基納米材料的制備及其甲醇電催化性能．學科、專業(yè)：研究方向：申請學位類別：申 請 人：指導教師：化學綠色化學理學碩士段婉怡卓克壘 教授二。一八年五月摘要隨著化石燃料的日益枯竭，可持續(xù)能源的開發(fā)迫在眉睫。燃料電池作為一種高效的能源轉換裝置，在可持續(xù)能源的利用中發(fā)揮著重要作用。直接甲醇燃

2、料電池因具有簡單可設計、能量轉換效率高、終產物對環(huán)境污染小、燃料易于存儲和運輸等優(yōu)點，而成為近年來燃料電池研究的熱門課題。催化劑是燃料電池的重要組成部分，在眾多催化劑中，P t 一直是最高效最常用的催化材料。但P t 作為催化劑存在價格昂貴、資源稀缺，且易吸附C O 等含碳中間物發(fā)生中毒現象等缺點，這些缺點大大阻礙了它的發(fā)展。為解決純P t 催化劑存在的一系列問題，研究者們將目光放在了P t 基雙金屬催化劑上。本論文利用簡便的一步水熱法

3、，將過渡金屬C u 、N i 、C o 作為第二金屬分別摻雜到P t 基催化劑中制備一系列具有特定形貌的還原氧化石墨烯( r G O ) 負載P t C u 、P t N i 及P t C o 雙金屬合金催化劑。通過對形貌導向劑種類和濃度、反應時間、前驅體中金屬比例、反應溫度和G O 濃度等實驗條件的控制，制備出具有特定形貌的P t C u ／r G O 、P t N i ／r G O和P t C o ／r G O 納米材料。利用場發(fā)射

4、掃描電子顯微鏡( F E S E M ) 、高分辨透射電子顯微鏡( H R T E M ) 、X 射線衍射( X I ①) 、X 射線光電子能譜( X P S ) 等手段對制備的納米材料的形貌、結構及組成進行表征。利用C H I 6 6 0 D 電化學工作站探究所制備的納米材料的電化學性能。主要研究內容如下：1 ．以六水合氯鉑酸和二水合氯化銅為金屬前驅體，乙二醇為還原劑，1 ．癸基一3 一甲基咪唑溴鹽( [ C 1 0 M I m ]

5、B r ) 離子液體為結構導向劑和封端劑，制備形貌可控的r G O 負載空心球狀P t C u 納米材料，該材料對甲醇電氧化具有良好的催化性能和抗中毒能力。P t C u ／r G O 納米材料的電化學活性面積高達7 1 ．6 0 m 2 9 - 1 ，遠高于用同種方式制備的P t ／r G O催化劑和商品P t ／C 催化劑?？招那驙罱Y構是增大該材料的比表面積，從而提高材料的電催化活性的主要原因。2 ．以六水合氯鉑酸和六水合氯化鎳為金