氫氣泡模板沉積多孔金屬材料及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著工業(yè)化的發(fā)展，環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，各國政府都在積極探索無污染的、可再生、高效、清潔的新能源。特別是以氫/碳?xì)浠衔餅槿剂系目芍苯影l(fā)電的燃料電池得到了許多國家的重視，燃料電池的研究也越來越受到人們的關(guān)注。其中，氧化還原反應(yīng)(ORR)在燃料電池中是一個很關(guān)鍵的陰極過程，鉑基催化劑是最經(jīng)常用到的陰極催化劑，但是鉑貴金屬是稀缺資源，價格比較昂貴，因此就極大限制了鉑基催化劑的發(fā)展。和Pt相比，Pd的含量豐富且價格相對便宜，同樣也具有催化活性

2、，越來越多的研究方法致力于Pd合金的催化。然而，在高度陰極極化的條件下，利用陰極析出的氫氣泡為“模板”進(jìn)行電沉積制備多孔金屬的氫氣泡模板法是一種比較新穎的方法，工藝簡單，成本低廉，在燃料電池、電化學(xué)電容器和電化學(xué)傳感器等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
　　 論文的第一章回顧了三維多孔納米材料的制備方法及應(yīng)用，概括了氫氣泡模板法的沉積原理。另外又介紹了燃料電池的發(fā)展歷史、分類、工作原理及陰極催化劑。
　　 論文的第二章主要介紹了通過

3、氫氣泡動態(tài)模板法在玻碳電極上面直接沉積不同形貌的鈀納米結(jié)構(gòu)，通過改變實驗中反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)時間等，在玻碳電極表面合成了三維鈀納米芽結(jié)構(gòu)和三維鈀納米枝晶結(jié)構(gòu)。接著，將不同鈀結(jié)構(gòu)修飾的玻碳電極在0.5M硫酸和2mM鐵氰化鉀中表征，觀察電極的循環(huán)伏安行為，最后觀察了不同修飾電極對氧氣的電化學(xué)催化特點(diǎn)，分析了氧氣催化還原是一個2步4e-的過程。
　　 論文的第三章是在第二章基礎(chǔ)上的一個延伸，首先在沉積鈀結(jié)構(gòu)的溶液中加入不同濃度的氯鉑酸

4、，通過氫氣泡模板法在玻碳電極上沉積不同原子比例的合金催化劑，合金的比例由EDS、XPS可以得到，接著又研究了三種不同比例的合金催化劑的電化學(xué)性質(zhì)和對氧氣的催化，三種合金的催化劑的催化活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于商業(yè)鉑電極。最后又重點(diǎn)研究了在Pd-Pt原子比例是1：1的情況下，樣品的結(jié)構(gòu)及在硫酸中的循環(huán)伏安行為及對氧氣的電化學(xué)催化，通過研究電流和掃速的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Pd1Pt1/GCE催化劑對氧氣是一個表面吸附的控制過程。
　　 第四章又介紹了氫氣泡