新型鉑基納米復(fù)合材料的可控合成及其催化性能研究.pdf

1、納米材料是指幾何尺寸達(dá)到納米級尺度水平，并且具有特殊性能的材料。由于納米材料的結(jié)構(gòu)特殊，擁有大的比表面積和一系列塊體材料不具備的新效應(yīng)（如小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)等等），在電化學(xué)、電子學(xué)、傳感、光學(xué)、催化以及信息存儲等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。發(fā)展新型納米材料，調(diào)控納米材料的結(jié)構(gòu)以提高和改善納米材料的性能是納米科學(xué)技術(shù)研究的重要領(lǐng)域。金屬鉑(Pt)納米材料，特別是摻雜了過渡金屬的Pt基納米復(fù)合材料，因其催化活性高和穩(wěn)定性好而被各

2、國學(xué)者廣泛研究。本研究在實(shí)現(xiàn)不同形貌、結(jié)構(gòu)、組分的Pt基納米材料的可控合成及進(jìn)一步提高Pt基納米材料的催化活性和穩(wěn)定性方面做出了一些新的探索。主要內(nèi)容如下:
　　1.多孔鉑金納米花/還原氧化石墨烯復(fù)合材料的合成及其催化性能研究
　　以氯鉑酸和氯金酸為金屬前軀體，4-氨基吡啶為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和穩(wěn)定劑，抗壞血酸為還原劑，運(yùn)用簡單溫和的溶液法制備出還原氧化石墨烯負(fù)載的多孔鉑金納米花，而且反應(yīng)體系中沒有添加任何晶種、模板和表面活性劑。我

3、們發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度和4-氨基吡啶的用量對納米花結(jié)構(gòu)的形成至關(guān)重要。與商業(yè)Pt/C(50wt.％)相比，所制備的納米復(fù)合材料對催化對硝基苯酚的還原表現(xiàn)出了更高的催化活性（kn=289×10-3mmols-1g-1）和穩(wěn)定性。
　　2.鉑鎳納米雪花/還原氧化石墨烯復(fù)合材料的合成及其催化性能研究
　　以氯鉑酸和氯化鎳為金屬前軀體，N,N-二甲基甲酰胺為溶劑和還原劑，乙二胺為表面活性劑和封端劑，利用簡單的溶劑熱法成功制備了鉑鎳合金納米雪

4、花/還原氧化石墨烯復(fù)合材料。所制備的納米復(fù)合材料物理性能通過透射電子顯微鏡(TEM)、X射線粉末衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)和拉曼光譜(Raman)等技術(shù)進(jìn)行測試表征。該材料對催化對硝基苯酚還原為對氨基苯酚的反應(yīng)表現(xiàn)出了較高的催化活性（kn=67×10-3mmols-1g-1）和穩(wěn)定性。
　　3.一鍋法制備多孔花狀鉑金納米材料及其電催化性能研究
　　以氯金酸和氯鉑酸為金屬前軀體，甲氨蝶呤為形貌調(diào)控劑和穩(wěn)定劑，利

5、用抗壞血酸和水合肼共還原法制備出了鉑金合金納米花復(fù)合結(jié)構(gòu)。該方法沒有添加任何表面活性劑，所制備的納米復(fù)合材料對燃料電池中陽極乙二醇氧化反應(yīng)（951.43mA mg-1）和陰極氧氣還原反應(yīng)(44.42mA mg-1)表現(xiàn)出了比商業(yè)Pt黑更高的催化活性和穩(wěn)定性。
　　4.一鍋法制備鉑鈀鈷三金屬合金納米花及其電催化性能研究
　　以乙酰丙酮鉑、乙酰丙酮鈀和乙酰丙酮鈷為金屬前軀體，以油胺為溶劑、表面活性劑和還原劑，氯化十六烷基吡啶一水

6、合物為形貌導(dǎo)向劑和輔助表面活性劑，通過簡單的一鍋溶劑熱法合成了鉑鈀鈷合金納米花。該合金納米花復(fù)合材料具有大的電化學(xué)活性面積，對乙二醇電化學(xué)氧化展現(xiàn)出了較高的催化活性(2347.50mA mg-1)。
　　5.多孔珊瑚狀鈀銀合金納米材料的制備及其電催化性能研究
　　以三氟乙酸鈀和三氟乙酸銀為金屬前軀體，聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑，乙二醇為溶劑，利用簡單的多元醇高溫還原法制備出了多孔珊瑚狀鈀銀合金納米復(fù)合材料。該材料具有特殊的多