隨著環(huán)境污染和能源短缺等問題的日益加劇,發(fā)展清潔能源和開發(fā)可再生能源成為解決當(dāng)下環(huán)境和能源問題的首要任務(wù)。燃料電池作為一種清潔能源轉(zhuǎn)換裝置,能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能,從而受到廣大科研工作者的關(guān)注。貴金屬納米催化劑由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),一直在燃料電池領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用。盡管鉑(Pt)基納米催化劑是目前燃料電池反應(yīng)中首選的催化劑,但由于Pt存在儲(chǔ)量稀少、成本高昂以及易中毒等問題,極大限制了其進(jìn)一步的商業(yè)化應(yīng)用。針對這些問題,開發(fā)出可替代Pt的催化劑成為了目前燃料電池研究中的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。鈀(Pd)基納米催化劑,由于其價(jià)格相對低廉、儲(chǔ)量相對豐富、催化性能優(yōu)異等優(yōu)勢,而且Pd和Pt具有相似的價(jià)電子結(jié)構(gòu)和晶格常數(shù),被認(rèn)為是有望替代Pt的催化劑之一。因此,Pd基納米催化劑的可控制備和電化學(xué)性能研究具有十分重要的基礎(chǔ)研究價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。本博士論文采用溶劑熱法制備Pd基納米催化劑,系統(tǒng)調(diào)控出一系列的Pd基納米結(jié)構(gòu),以獲取結(jié)構(gòu)獨(dú)特、高活性的Pd基納米催化劑。同時(shí),對所制備的Pd納米材料進(jìn)行詳細(xì)的形貌表征、結(jié)構(gòu)分析及生長機(jī)理研究,并深入探討了 Pd基納米結(jié)構(gòu)與其電化學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系。本論...

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    §1.1 引言
    §1.2 燃料電池
        §1.2.1 燃料電池簡介
        §1.2.2 燃料電池工作原理
        §1.2.3 直接甲醇燃料電池
        §1.2.4 直接甲酸燃料電池
    §1.3 貴金屬納米材料形貌的研究進(jìn)展
        §1.3.1 貴金屬納米材料概述
        §1.3.2 金納米材料的形貌調(diào)控
        §1.3.3 銀納米材料的形貌調(diào)控
        §1.3.4 鉑納米材料的形貌調(diào)控
    §1.4 鈀基納米催化劑的研究進(jìn)展
        §1.4.1 鈀基納米催化劑的制備方法
        §1.4.2 鈀基納米催化劑的催化應(yīng)用
    §1.5 本論文的選題依據(jù)與主要研究工作
    參考文獻(xiàn)
第二章 非種子法可控制備鈀納米晶及電化學(xué)性能研究
    §2.1 引言
    §2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        §2.2.1 試劑
        §2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        §2.2.3 儀器表征
        §2.2.4 電化學(xué)性能測試
    §2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        §2.3.1 Pd四面體和內(nèi)凹四面體的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        §2.3.2 Pd四面體和內(nèi)凹四面體的生長機(jī)理研究
        §2.3.3 Pd納米片的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        §2.3.4 Pd納米片的生長機(jī)理研究
        §2.3.5 Pd納米晶的甲酸電氧化性能研究
    §2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 溶劑誘導(dǎo)策略制備鈀納米晶及電化學(xué)性能研究
    §3.1 引言
    §3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        §3.2.1 試劑
        §3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        §3.2.3 儀器表征
        §3.2.4 電化學(xué)性能測試
    §3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        §3.3.1 Pd納米晶的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        §3.3.2 Pd納米晶的形成因素探究
        §3.3.3 Pd納米晶的乙二醇電催化性能研究
        §3.3.4 Pd納米晶的其它醇類電催化性能研究
    §3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 超薄Pt殼特征的內(nèi)凹Pd-Pt核殼多面體及電化學(xué)性能研究
    §4.1 引言
    §4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        §4.2.1 試劑
        §4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        §4.2.3 儀器表征
        §4.2.4 電化學(xué)性能測試
    §4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        §4.3.1 內(nèi)凹Pd-Pt核殼多面體的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        §4.3.2 內(nèi)凹Pd-Pt核殼多面體的生長機(jī)理研究
        §4.3.3 內(nèi)凹Pd-Pt核殼多面體的組分表征
        §4.3.4 內(nèi)凹Pd-Pt核殼多面體的甲醇電催化性能研究
    §4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 雙金屬PdSn納米線的缺陷設(shè)計(jì)及電化學(xué)性能研究
    §5.1 引言
    §5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        §5.2.1 試劑
        §5.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        §5.2.3 儀器表征
        §5.2.4 電化學(xué)性能測試
        §5.2.5 X射線精細(xì)吸收結(jié)構(gòu)測試及數(shù)據(jù)處理
        §5.2.6 密度泛函理論計(jì)算
    §5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        §5.3.1 PdSn納米線的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        §5.3.2 PdSn波狀納米線的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        §5.3.3 PdSn波狀納米線的生長機(jī)理研究
        §5.3.4 PdSn波狀納米線的MOR性能研究
        §5.3.5 PdSn波狀納米線的ORR性能研究
        §5.3.6 PdSn波狀納米線的XPS表征
        §5.3.7 PdSn波狀納米線的DFT計(jì)算研究
    §5.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 雙金屬PdTe納米六方片的高效制備及電化學(xué)性能研究
    §6.1 引言
    §6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        §6.2.1 試劑
        §6.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        §6.2.3 膜電極組件的制備
        §6.2.4 儀器表征
        §6.2.5 三維電子衍射層析成像
        §6.2.6 電化學(xué)性能測試
        §6.2.7 密度泛函理論計(jì)算
    §6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        §6.3.1 PdTe納米六方片的形貌表征
        §6.3.2 PdTe納米六方片的結(jié)構(gòu)分析
        §6.3.3 PdTe納米六方片的ORR性能研究
        §6.3.4 PdTe納米六方片的抗CH₃OH性能研究
        §6.3.5 PdTe納米六方片的XPS和DRIFTS表征
        §6.3.6 PdTe納米六方片的DFT計(jì)算研究
    §6.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 總結(jié)與展望
    §7.1 研究總結(jié)
    §7.2 研究展望
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3753880