纳米铂催化剂的制备研究和纳米氧化铁的结构表征

摘要

论文由以下两部分组成:一、质子交换膜燃料电池(PEMFC)用纳米铂催化剂的制备研究;二、纳米氧化铁的结构研究.1.在纳米铂系列催化剂的制备研究方面,论文对PEMFC燃料电池用纳米铂系列电催化剂的合成条件进行了大量的实验探索,主要包括以下各条件:反应物浓度、pH值、还原剂种类、温度、搅拌方式、活性炭处理与选择等.2.在纳米氧化铁的结构研究方面,由于纳米材料的晶界结构一直是研究的焦点;同时铁的氧化物是一类重点的材料,在高密度记录介质制备、半导体工业、颜料制备和催化等领域中具有广泛的应用.论文选择纳米氧化铁体系,运用X射线近边吸收技术(XANES),通过研究氧原子周围配位的详细结构信息和电子结构信息,来实现对纳米体系中晶界结构的研究和表征.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1燃料电池简介

1.2 PEMFC简介

1.3燃料电池催化剂的研究

1.4课题的意义

第二章纳米铂催化剂的制备与表征实验

2.1试剂和仪器

2.2纳米铂催化剂的制备实验

2.2.1制备方法的选择

2.2.2还原剂种类

2.2.3反应物(氯铂酸)浓度

2.2.4活性炭的选择

2.2.5反应温度

2.2.6 pH值

2.2.7搅拌方式

2.2.8表面活性剂实验

2.2.9掺杂体系的制备

2.3扩大量实验

2.4用氢脱附法测定比表面实验

2.4.1仪器

2.4.2电极制备

2.4.3电化学测量

2.5电化学表征实验

2.5.1单电极测试

2.5.2单电池测试

2.5.3燃料电池测试

第三章纳米铂催化剂的制备与表征结果

3.1制备纳米铂催化剂的最佳反应条件

3.1.1选择浸渍法作为制备纳米铂催化剂的反应方法

3.1.2还原剂对催化剂制备的影响

3.1.3反应物浓度对催化剂制备的影响

3.1.4选择椰壳炭和VulcanXC-72R型活性炭作为催化剂载体

3.1.5反应温度对催化剂的影响

3.1.6 pH值的影响

3.1.7搅拌方式的影响

3.1.8活性剂对纳米铂催化剂的制备的影响

3.1.9掺杂型催化剂

3.1.10小结

3.2贵金属含量分析

3.3 XRD

3.4 Raman

3.5扩大量实验

3.6比表面测试

3.6.1测试比表面的几种方法

3.6.2比表面测试结果

3.7电化学表征

3.7.1单电极表征

3.7.2单电池表征

3.7.3燃料电池表征

3.7.4电化学实验结果

第四章结论

参考文献

第五章前言

5.1纳米材料的结构研究

5.2纳米材料的结构表征

5.3纳米氧化铁的XANES研究

第六章XANES技术简介

6.1 X射线近边吸收结构谱(XANES)的产生

6.2 XANES的物理机理

6.3 XANES的多重散射理论

第七章纳米氧化铁的XANES研究

7.1实验

7.1.1试剂和仪器

7.1.2纳米粒子制备

7.1.3 XANES实验

7.1.4 XANES计算谱程序

7.2实验结果

7.2.1颗粒尺寸

7.2.2氧化铁的物相分析

7.2.3 XANES谱图

7.3 XANES计算谱模拟

7.3.1A峰

7.3.2 C峰

7.3.3纳米α-Fe2O3的共价特征

7.4讨论

7.4.1纳米α-Fe2O3的配位结构变化

7.4.2纳米α-Fe2O3的晶格缺陷

7.4.3纳米α-Fe2O3的协同作用力

第八章结论

参考文献

致谢