形貌控制鉑及鉑合金催化劑的制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、隨著化石能源的不斷消耗和人們環(huán)保意識的提高,發(fā)展新的能源轉(zhuǎn)化及儲能裝置,例如燃料電池、超級電容器、鋰離子電池等,對解決迫在眉睫的能源危機是必要的。燃料電池作為一種高能量密度、環(huán)保的儲能裝置,已經(jīng)受到科研界的廣泛關(guān)注。目前,大量的研究致力于開發(fā)出高性能的燃料電池。在幾乎所有的貴金屬納米材料中,鉑和鉑基合金納米材料仍然是必不可少的最有效的燃料電池催化劑。然而,燃料電池商業(yè)化最大的制約因素是鉑催化劑高昂的成本和它的穩(wěn)定性。因此,期望合成出一種

2、先進的催化劑,降低鉑的用量同時又增強催化的活性和穩(wěn)定性。本文中研究的形貌控制合成PtNi合金催化劑以及高指數(shù)晶面Pt催化劑就達到了這樣的效果。
　　本文中通過高溫熱還原法,由于升溫速度的不同分別合成了多支形花狀Pt3Ni合金和多面體PtNi合金,并進一步測試它們對甲醇氧化和氧還原反應(yīng)的催化性能。測試結(jié)果表明,多支形花狀Pt3Ni合金催化劑對甲醇氧化的峰值電流接近傳統(tǒng)Pt/C催化劑的4倍,在0.25V的計時電流曲線的整個區(qū)間內(nèi)的電流

3、密度,多支形花狀Pt3Ni合金催化劑是傳統(tǒng)Pt/C催化劑的13倍。這充分證明了,多支形花狀Pt3Ni合金催化劑顯著增強的抗毒化能力和電化學(xué)活性。此外,在氧還原反應(yīng)中,通過K-L曲線,得到多支形花狀Pt3Ni合金催化氧氣生成水的途徑更接近4電子途徑。
　　本文還通過水熱法合成了具有(411)高指數(shù)晶面的Pt凹面立方體,并測試了它對甲醇氧化反應(yīng)的催化能力和循環(huán)穩(wěn)定性。結(jié)果表明,具有(411)高指數(shù)晶面的Pt凹面立方體催化劑對甲醇氧化能