目標(biāo)小分子模板法電合成催化性多孔金屬薄膜及電化學(xué)應(yīng)用.pdf

1、作為一種無毒、廉價以及可再生的資源，葡萄糖被廣泛地用于現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。自Rao和Drake在二十世紀(jì)六十年代首次報道了葡萄糖在鉑電極上的電催化氧化后，葡萄糖的電催化氧化作為葡萄糖傳感器和燃料電池等領(lǐng)域的關(guān)鍵反應(yīng)而被廣泛研究。尋求高催化活性的葡萄糖電催化劑一直是實際應(yīng)用過程中一個亟待解決的問題。本文在綜述電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)、葡萄糖和多孔金屬材料的基礎(chǔ)上，提出了一種新穎便捷的以目標(biāo)小分子為動態(tài)模板合成多孔金薄膜的方法，

2、然后將該粗糙金膜電極用于葡萄糖的催化電分析和燃料電池研發(fā)。同時，本文用類似方法在含甲醇電鍍液中制備了粗糙鉑膜，用于甲醇的電催化氧化研究。此外本文用類似方法制備了抗甲醇毒化鉑膜，用于催化氧氣還原。主要內(nèi)容如下：
　　 1.在含葡萄糖的金電鍍液中，在處理好的玻碳電極上，于中性介質(zhì)中用循環(huán)伏安法電沉積一層具有高比表面積的粗糙金薄膜。用電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)實時監(jiān)測了電極的制備過程，研究了由于葡萄糖及其氧化物在電極表面吸附-脫

3、附對沉積金膜的影響?？疾炝嗽撔揎楇姌O作為葡萄糖電氧化催化劑在葡萄糖燃料電池和葡萄糖傳感器中的應(yīng)用。結(jié)果表明，相比于無葡萄糖溶液中制得的常規(guī)金膜(Aucon)和文獻(xiàn)結(jié)果，葡萄糖溶液中電沉積在玻碳或者金電極上制得的金膜(Auglu)在中性溶液中對葡萄糖氧化表現(xiàn)出高催化活性。因此，我們基于此金膜在中性溶液中制備了無酶葡萄糖傳感器和高效的葡萄糖/氧氣燃料電池。我們從加入葡萄糖及其電氧化產(chǎn)物在電沉積金顆粒上的動態(tài)吸附-脫附導(dǎo)致的表面面積和晶面取向

4、討論了Auglu的高催化活性起源。方法操作簡單便捷，有望在生物、能源、環(huán)境相關(guān)的電催化研究中進(jìn)一步應(yīng)用。
　　 2.近年來，鉑和基于鉑的金屬材料作為重要的陽極催化劑被廣泛用于燃料電池的研究領(lǐng)域。我們在含甲醇的鉑電鍍液中，在處理好的玻碳電極上，于酸性介質(zhì)中用循環(huán)伏安法電沉積一層具有高比表面積的粗糙鉑薄膜，同時用EQCM實時監(jiān)測電極的制備過程。與常規(guī)無甲醇電鍍液中制得的鉑膜(Ptcon)相比，無論在中性還是堿性溶液中，Ptmeth修

5、飾電極對甲醇的電催化氧化均表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性，有利于直接甲醇燃料電池(DMFCs)的構(gòu)建和應(yīng)用。
　　 3.目前基于貴金屬納米顆粒的負(fù)載型催化材料由于其制備工藝一般比較復(fù)雜，貴金屬載量高，催化劑在使用過程中易發(fā)生流失、中毒、變性等現(xiàn)象，因而在很大程度上限制了其應(yīng)用。因此，尋求一種低貴金屬負(fù)載量，高催化活性及高抗毒性的新型金屬催化材料成為當(dāng)前各國亟待解決的難題。我們在含有1mMCH3OH+0.5mMH2PtCl6的鉑電