Au93Pt7合金纳米线的合成及其对乙醇电催化氧化

摘要

在有机小分子为燃料的燃料电池中，Pt是不可缺少的阳极电催化剂。然而，在催化氧化有机小分子的过程中，Pt催化剂极易吸附有机小分子氧化产生的中间体产物（如:CO），从而被毒化，导致其催化活性的衰减。因此，发展基于Pt金属的合金催化剂不仅可以提高催化剂的活性和长期稳定性，而且能够减少Pt的用量，降低催化剂的成本，实现经济的可持续发展。本论文采用湿化学法，一步合成超长的Au93Pt7合金纳米线，研究了其生长机理以及对乙醇的电催化氧化特性。具体研究内容如下:
　　1.在常温下，以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)双表面活性剂为稳定剂，抗坏血酸(AA)为还原剂，氯铂酸和氯金酸为前驱体，一步合成Au93Pt7纳米线。并利用透射电子显微镜(TEM)，扫描透射电子显微镜(STEM)，X射线衍射(XRD)，X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对纳米线结构进行表征。
　　2.通过对纳米线实时形貌的表征以及对两种表面活性剂和两种金属前驱体浓度比的调控来观察它们对纳米线形貌的影响，进一步研究了纳米线的生长机理，结果表明纳米线形成遵循纳米粒子间非定向线性结合机理
　　3.采用碱性条件下的乙醇溶液为目标分子，探究了Au93Pt7合金纳米线电催化性能。研究结果表明:Au93Pt7合金纳米线催化剂的质量活度是商业Pt/C的12倍，并且稳定性也远高于商业Pt/C，这可能归因于双金属间的协同效应。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 双金属纳米材料

1．2 双金属纳米材料合成方法

1．2．1 化学还原法

1．2．2 沉积法

1．2．3 其他合成方法

1．3 附着不同吸附物的铂基双金属表面稳定性

1．4 双金属纳米材料的应用

1．5 燃料电池概述

1．5．1 碱性条件下的乙醇燃料电池

1．6 本文构思

第2章 Au93Pt7超长合金纳米线的合成

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 玻璃仪器处理

2．2．4 溶液配制

2．2．5 超长合金纳米线的合成

2．3 结果和讨论

2．4 小结

第3章 Au93Pt7合金纳米线合成机理研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 Au93Pt7合金纳米线生长机理

3．3 结果与讨论

3．4 小结

第4章 Au93Pt7合金纳米线对碱性乙醇电催化氧化

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂

4．2．2 实验仪器

4．2．3 电化学实验

4．2．4 催化电极制备

4．3 结果与讨论

4．3．1 Au93Pt7纳米线和商业Pt/C对碱性乙醇的电化学催化

4．3．2 Au93Pt7纳米线以及商业Pt/C对碱性乙醇溶液电化学稳定性研究

4．4 小结

结论

参考文献

附录 攻读学位期间论文发表情况

致谢