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《福建师范大学》 2016年
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Pt/GNs基催化剂组分及结构对甲醇氧化电催化性能的影响

雷丰玲  
【摘要】:本文以二维平面结构的石墨烯作为载体,将光敏性金属氧化物SnO_2或第二元金属Pd、Bi引入到Pt/石墨烯催化剂中,通过络合剂(EDTA)或水溶性高分子(PDDA及PVP)调控催化剂中各组分的结构及形貌,研究催化剂的组分及结构对催化性能的影响。主要研究内容及结果如下:合成了三个体系的催化剂,分别是水热法合成的Pt/SnO_2/GNs复合物、水溶液合成法合成的Pd@Pd/GNs复合物和Pt-Bi/GNs复合物。利用TEM、XRD、XPS、ICP、 Raman等表征手段对复合物的结构以及形貌进行表征,探讨复合物组分结构及形貌的影响因素。研究发现EDTA络合剂及水溶性高分子(PDDA及PVP)对催化剂的结构有着显著的影响:EDTA可以有效调控Pt、SnO_2在石墨烯表面上的共存方式,使两者良好共存并促进两者间紧密接触;而水溶性高分子(PDDA及PVP)明显影响双金属催化剂中金属纳米粒子的形貌特征及结构特点。采用循环伏安法(CV)、计时电流法(i-t)、CO溶出伏安法、交流阻抗法(EIS)等电化学测试手段系统研究复合物的电催化性能,探讨光敏性氧化物Sn02、贵金属Pd、非贵金属Bi三种组分及其在复合物中的存在形式对甲醇氧化催化性能的影响。研究结果表明,复合物Pt/SnO_2/GNs (EDTA)复合物电催化性能优于Johnson Matthey公司的商品化Pt/C(Pt/C-JM),特别在光照条件下能显著产生电光协同催化效应,大幅度提升催化剂的催化活性、抗毒化能力以及催化稳定性。核-壳结构的Pd@Pt/GNs (PDDA)复合物以及双金属共存的Pt-Bi/GNs (PVP)复合物因其独特的结构特点,其电催化性能优于Johnson Matthey公司的Pt/C-JM或30%PtRu/C(PtRu/C-JM)催化剂。
【学位授予单位】:福建师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O643.36

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