铂基纳米催化剂的制备和电催化性能研究

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1、分类号：TQ015密级：公开UDC：620.3编号：201421801023河北工业大学硕士学位论文铂基纳米催化剂的制备和电催化性能研究论文作者：苏艳秋学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料物理与化学指导教师：赵建玲职称：教授于晓飞职称：讲师国家科学自然基金资助项目：No.51401074河北省科学自然基金资助项目：No.B2015202305DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofMaterialsPhysicsandChemistrySYNTHESISAND

2、ELECTROCATALYTICACTIVITYOFPT-BASEDALLOYNANOCRYSTALbySuYanqiuSupervisor:Prof.ZhaoJianlingMay2017ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51401074.AndNaturalScienceFoundationofHebeiProvinceofChina.No.B2015202305.摘要本文采用水热法制备了Pt-Cu十二面体纳米骨架结构、Pt-Co纳米花状结构以及Pt-Ni纳米立方结构。

3、探究了反应物、反应时间、反应温度等实验条件对Pt基合金形貌的影响。并用TEM、XRD、ICP、红外光谱等仪器对样品的形貌、结构等性能进行了表征。此外，采用循环伏安法等研究了Pt基合金纳米晶的电催化性能。与商业铂黑相比，所制备的Pt基合金纳米晶表现出了优越的催化甲醇氧化的性能和稳定性。1.采用水热法制备了Pt-Cu十二面体骨架结构纳米晶，对其形貌和性能进行了表征。通过表征结果可以得出，当反应物CTAC且含量为0.1g，反应温度为170℃，反应时间为24h，可以合成具有十二面体的Pt-Cu纳米骨架结构。同时，对其反应机理进行了探究，提出了电化学置换机制。最后对其性能进行

4、了电化学测试，测试结果表明Pt-Cu纳米晶的催化活性和稳定性优于商业铂黑。2.采用两步法制备了Pt-Co花状纳米晶，对其形貌和性能进行了表征。通过表征结果可以得出，当第二步的反应物为Co纳米颗粒且含量为0.01g，反应温度为160℃，反应时间为2h时，产物为花状的Pt-Co纳米晶。此外，对其反应机理进行了探究，提出了原电化学置换机制。最后对其性能进行电化学测试，测试结果表明Pt-Co纳米花的催化活性和稳定性优于商业铂黑。3.采用水热法制备Pt-Ni纳米晶，对其形貌进行了表征。当反应物为KBr和PVP的混合物，反应温度为150℃，反应时间为5h时，即可得到Pt-Ni纳

5、米立方结构。关键词：水热法Pt基纳米晶特定形貌电催化反应机理IABSTRACTInthisstudy,Pt-Cunanoframes,Pt-ConanoflowerstructureandPt-Nicubicstructurehavebeensynthesizedbyahydrothermalmethod.Theeffectsofreactionconditions,suchas:reactant,reactiontimeandreactiontemperature,onthemorphologyofPt-basedalloywereinvestigated.And

6、themorphologiesandstructuresoftheas-obtainedsampleswerecharacterizedbyTEM,XRD,ICPandFouriertransformInfraRedspectrum.Inaddition,theelectrocatalyticpropertiesofPt-basedalloynanocrystalswerestudiedbyacyclicvoltammetrymethod.Comparedwiththecommercialplatinumblack,thepreparedPt-basedalloyn

7、anocrystalsexhibitedsuperiorcatalyticperformanceandstabilityFormethanoloxidation.1.ThePt-Cunanoframeswaspreparedbyahydrothermalmethod,andthemorphologiesandpropertiesofthesampleswerecharacterized.ItcanbeconcludedthatwhenthecontentofCTACwas0.1g,thereactiontemperaturewas170degreesandthe