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《中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)》 2006年
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直接甲醇燃料电池电催化剂形貌控制制备研究

孙世国  
【摘要】: 本文采用三种不同方法研究了直接甲醇燃料电池(DMFC)电催化剂形貌控制制备与主要影响因素,结果如下: 通过保护剂的筛选、制备条件(如保护剂单体浓度、金属前体、溶液pH值、助剂、反应温度等)的优化、制备过程的控制以及保护剂法与多元醇法有机结合,成功地制备了以四面体为主的Pt纳米粒子,大幅提高了Pt{111}优势晶面的比率。 采用具有不同孔道结构的SBA-15和MCM-41分子筛为模板制备了具有一维结构Pt、PtRu纳米粒子,TEM、XRD等表征和电化学测试结果表明:用前者制备的电催化剂具有较高的合金度和较大的纵横比。说明Pt粒子的合金度与纵横比对铂钌纳米线催化剂的电催化活性和电极性能有着较大的影响;通过HRTEM、XRD、XPS表征,分析了用乙二醇方法制备的Pt/C、PtRu/C电催化剂与商品化Pt/C、PtRu/C电催化剂的表面状态。结果表明乙二醇方法制备的催化剂表面Ru可能更多的以氧化物或者氢氧化物的形式存在;DMFC单电池性能测试结果表明乙二醇方法制备的PtRu/C电催化剂具有更高的催化活性与贵金属利用率。 考察了保护剂对金属粒子生长过程的影响,初步探讨了在高分子保护剂作用下,具有特定形貌的纳米粒子的生长过程与机理。 对制备的具有特定形貌的纳米粒子进行电化学表征。结果表明保护剂方法制备的纳米粒子由于保护剂的覆盖及空间位阻的影响其催化活性有待进一步提高。采用微波加热去除保护剂的效率最高,对粒子形状的影响最小。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(大连化学物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM911.4

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