2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、PtAuNiFeC多金屬氧還原催化劑研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名:王紫娟指導(dǎo)教師:魏子棟教授專業(yè):化學(xué)學(xué)科門類:理學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院二O一四年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要發(fā)展低成本、高性能的催化劑是實現(xiàn)燃料電池商業(yè)化的關(guān)鍵。在質(zhì)子交換膜燃料電池陰極氧還原反應(yīng)中,相較于單金屬Pt,多金屬納米催化劑由于不同金屬原子間的電子效應(yīng)(配體效應(yīng))和幾何效應(yīng)顯示出更優(yōu)越的電化學(xué)反應(yīng)活性和穩(wěn)定性。本文采用三種不同的方法制備

2、PtAuNiFeC催化劑,研究其對氧還原反應(yīng)的電催化性能。論文的研究內(nèi)容和主要結(jié)果如下:1.欠電位沉積置換法制備PtAuNiFeC催化劑采用欠電位沉積Cu置換法在AuNiFeC表面沉積Pt,并在一次欠電位沉積Cu置換形成Pt1AuNiFeC催化劑的基礎(chǔ)上,在已經(jīng)沉積的Pt位點上進行多次欠電位沉積Cu置換過程,制備PtnAuNiFeC(n表示欠電位沉積Cu置換的次數(shù))催化劑,在AuNiFeC表面形成仙人掌刺狀的Pt。結(jié)果顯示,欠電位沉積C

3、u置換的次數(shù)越多,PtnAuNiFeC催化劑氫區(qū)越大,氧還原反應(yīng)活性越高,但是與商業(yè)化PtC相比,PtnAuNiFeC催化劑氧還原催化活性依然很低。2.置換法制備PtAuNiFeC催化劑利用AuNiFeC表面裸露的部分Ni、Fe與Pt發(fā)生置換反應(yīng)制備核殼結(jié)構(gòu)PtAuNiFeC催化劑。結(jié)果顯示,AuNiFeC納米粒子的粒徑為~40nm,顆粒尺寸非常大,與PtCl42離子發(fā)生反應(yīng)后,不但AuNiFeC表面有Pt存在,碳載體表面也有大量的Pt

4、存在,并且Pt顆粒的尺寸非常小,分散度很高。PtAuNiFeC催化劑的電化學(xué)活性表面積(ECSA)是JMPtC催化劑的1.7倍,質(zhì)量活性是JMPtC催化劑的1.3倍。PtAuNiFeC催化劑在5000圈穩(wěn)定性測試后,氫區(qū)面積下降了55.5%,半波電位減小了15mV;10000圈穩(wěn)定性測試后,氫區(qū)面積下降了56%,半波電位減小了19mV。3.化學(xué)還原置換法制備PtAuNiFeC催化劑采用化學(xué)還原法制備AuNiFe納米粒子,然后利用部分Ni

5、、Fe與Pt發(fā)生置換反應(yīng)制備PtAuNiFe納米粒子,最后通過物理吸附將PtAuNiFe負載在碳載體上即可得到核殼結(jié)構(gòu)PtAuNiFeC催化劑。結(jié)果顯示,NiFe、AuNiFe和PtAuNiFe納米粒子的尺寸依次減小,NiFe納米粒子的尺寸為~40nm;AuNiFe納米粒子的尺寸為~20nm;PtAuNiFe1納米粒子的尺寸為~1.8nm,且尺寸均一,分散度很高。PtAuNiFeC1和PtAuNiFeC2催化劑的ECSA分別是JMPtC

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