铂铑、铂钯铑合金多孔纳米线合成及对乙醇,乙二醇的电催化性能研究

摘要

由于贵金属合金纳米线拥有的特殊结构和组分，对电催化性能有所提升，故本文通过使用精细碲纳米线作为牺牲模板置换反应制备出了以铂铑和铂钯铑合金为主要成分的合金多孔纳米线，采用SEM，TEM，XRD，EDX等手段对于合成出来的材料的结构、形貌和成分进行表征。对于贵金属合金多孔一维材料合成机理进行了研究，并且也对结构和成分不同的一维贵金属的纳米线对乙醇和乙二醇催化活性进行了对比研究，主要内容包括以下几个方面:　　(1)合成出了三种组分不同的铂铑合金多孔纳米线，通过TEM，XRD，EDX确认其组分为铂，铑，利用电化学测试，测得其中部分铂钯合金多孔纳米线作为催化剂可以显示出相对商业铂碳电极更高的催化活性。　　(2)合成出了两种组分不同的铂钯铑合金多孔纳米线，通过TEM，XRD，EDX等表征手段确认其组分为铂，钯，铑，利用电化学测试，测得其中部分铂钯铑合金多孔纳米线作为催化剂可以显示出相对商业铂碳电极更高的催化活性。　　最终确定本文成功利用以碲纳米线作为牺牲模板的置换反应，制备出了经过优化的精细铂铑合金多孔纳米线，并在此基础上使用经过优化的抗坏血酸用量，制备出精细铂钯铑合金多孔纳米线。这种制备精细合金多孔纳米线的方法是将其他多孔纳米材料的合成方法在方法学上进行了一定的创新得到的。合成出的合金多孔纳米线对乙二醇和乙醇都有优秀的催化性能，有相比商业Pt/C电极更好的催化稳定性。

目录

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目 录

第 1 章 绪 论

1.1一维纳米结构

1.2 牺牲模板置换法合成一维纳米材料

1.2.1牺牲模板置换法简介

1.2.2牺牲模板置换法原理与流程

1.2.3 使用牺牲模板置换法合成纳米材料的研究现状

1.2.4 牺牲模板置换法中一维纳米材料牺牲模板的制备

1.2.5牺牲模板置换法中产物合成影响元素

1.2.6牺牲模板置换法的动力学调控

1.3 贵金属一维纳米材料催化氧化乙二醇和乙醇的原理和意义

1.3.1乙醇电催化氧化的原理和意义

1.3.2 乙二醇电催化氧化的意义和原理

1.3.3使用双金属合金催化剂在乙醇或乙二醇电催化氧化中的优势

1.3.4使用贵金属催化剂在乙醇和乙二醇电催化氧化中的优势及存在问题

1.4本论文的研究意义及主要内容

第 2 章 铂铑多孔纳米线合成及对乙醇和乙二醇的电氧化过程

2.1实验试剂及仪器

2.2铂铑多孔纳米线的合成及表征

2.2.1牺牲模板碲纳米线的合成与表征

2.2.2制备不同组分的铂铑多孔纳米线方法

2.2.3铂铑多孔纳米线的表征方法

2.2.4前驱体内金属离子配比和浓度对多孔纳米线组分与形貌的影响

2.2.5多孔纳米线的组分，形貌和相结构分析

2.3铂铑纳米线对乙醇与乙二醇电化学催化性能

2.3.1 铂铑纳米线的电化学性能研究方案

2.3.2电化学活性比表面积

2.3.3 铂铑纳米线对乙二醇的电催化活性和稳定性

2.3.4 铂铑纳米线对乙醇的电催化活性和稳定性

2.5本章总结

第 3 章 铂钯铑合金纳米线的合成与乙醇和乙二醇的电催化过程

3.1 PtPdRh 合金纳米线的制作方法

3.1.1精细铂钯铑多孔纳米线的合成方法

3.1.2抗坏血酸加入量对于产物形貌的影响

3.2前驱体中金属离子配比与多孔纳米线组分的关系

3.3铂钯铑多孔纳米线的成分，形貌与相结构分析

3.4 铂钯铑多孔纳米线对乙醇和乙二醇的电催化性能

3.4.1铂钯铑多孔纳米线的电化学研究方法

3.4.2活性比表面积

3.4.3铂钯铑合金纳米线对乙二醇电催化活性及稳定性

3.4.4铂钯铑合金纳米线对乙醇电催化活性及稳定性

3.5讨论

3.6本章小结

结论与展望

参考文献

附录 攻读硕士期间发表和整理的论文

致谢