SiO-,2--Pt核殼結(jié)構(gòu)和Pt球殼納米粒子有序陣列的制備及其譜學和電化學性質(zhì)研究.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)有序陣列具有許多不同于本體材料的特殊性質(zhì)，得到材料、化學、物理、生物、工程等眾多學科的廣泛關(guān)注。鉑族金屬由于催化活性高、性能穩(wěn)定被作為電催化劑廣泛應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)換、綠色合成等重要領(lǐng)域。研制鉑族金屬納米結(jié)構(gòu)有序陣列材料是納米尺度電催化的熱點課題之一。 本論文以SiO2膠體晶體為模板，利用直流磁控濺射制備核殼結(jié)構(gòu)納米粒子有序陣列，除去模板得到Pt納米球殼有序陣列，運用SEM，AFM，XRD，紫外可見反射光譜，透射紅外光譜，循環(huán)

2、伏安(CV)等多種方法表征和研究兩種納米結(jié)構(gòu)有序陣列的譜學和電化學性質(zhì)。取得了以下主要結(jié)果： (1)發(fā)展了用旋轉(zhuǎn)套膜法在Si片基底上制備SiO2膠體晶體的技術(shù)。以SiO2膠體晶體為模板，直流磁控濺射Pt，制備不同濺射時間τ的SiO2/Pt核殼結(jié)構(gòu)納米粒子有序陣列；進一步用2wt％HF溶液溶解SiO2微球，制得Pt納米球殼有序陣列。 (2)電化學研究首次觀察到SiO2/Pt核殼結(jié)構(gòu)納米粒子有序陣列電極在-0.21V(vs.

3、SCE)給出第三個氫吸附峰，發(fā)現(xiàn)其對甲醇電催化氧化的性能優(yōu)于本體Pt電極。以CO的吸附為探針反應(yīng)，透射紅外光譜結(jié)果給出，隨著τ的增加，吸附態(tài)CO分子的紅外譜峰特征從增強紅外吸收演變?yōu)轭怓ano紅外光譜，最后轉(zhuǎn)變?yōu)檎＜t外吸收。 (3)與SiO2/Pt核殼結(jié)構(gòu)納米粒子有序陣列的CV曲線不同，Pt納米球殼有序陣列電極的CV中，在電位-0.21V不出現(xiàn)第三個氫的吸附峰，其CV曲線具有本體Pt電極的CV特征，證明第三個氫的吸附峰對應(yīng)Si

4、O2/Pt核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的特殊性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)Pt納米球殼有序陣列電極對甲醇的電催化氧化性能也優(yōu)于本體Pt電極。與SiO2/Pt核殼結(jié)構(gòu)納米粒子有序陣列外紅外性質(zhì)不同的是，隨τ的增加，吸附態(tài)CO的透射紅外譜峰特征從類Fano紅外光譜轉(zhuǎn)變?yōu)檎５募t外吸收。 (4)以SiO2膠體晶體為模板，循環(huán)伏安電沉積Pt薄膜，制備了孔狀有序結(jié)構(gòu)Pt納米薄膜。結(jié)果表明，孔狀有序結(jié)構(gòu)Pt納米薄膜具有良好的電化學性質(zhì)，對甲醇電催化氧化的性能優(yōu)于本體P