鉑系雙金屬(Pt-M，M：Fe，Co，Ni)納米催化材料的化學(xué)可控合成及性能表征.pdf

1、由于Pt及其合金優(yōu)良的物理化學(xué)特性，使其在催化、磁存儲、納米器械、及生物技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為近年來的研究熱點。其中，鉑及其合金具有的高化學(xué)穩(wěn)定性等特點，使它在電化學(xué)催化方面顯示出突出的性能，從而成為了燃料電池陽極催化劑的研究熱點之一。雖然Pt/C催化劑活性高、性能穩(wěn)定，但Pt價格十分昂貴，有必要進(jìn)一步降低Pt載量。對于陽極催化材料，陽極氫源中的CO對碳載Pt催化劑有很強(qiáng)的毒化作用，人們通過引入第二、第三金屬，研制開發(fā)高效、穩(wěn)

2、定的PEMFC二元、三元Pt合金（如Pt-Ru、Pt-Ru-Os等）陽極電催化劑來解決陽極CO中毒問題。近年來對新型催化劑的研究日益增多，具體主要集中在以下兩個方面：一是改善已有材料的性能；二是減少材料中貴金屬用量。據(jù)報道，與單體金屬相比，雙金屬合金納米顆粒提高了Pt的利用率，顯示出了更高的催化活性。特別是加入一定量的Fe、Co、Ni等過渡元素能夠顯著提高催化活性，且與純鉑相比成本更低。有人推測這是因為過渡金屬的加入增加了d帶空穴，而且

3、使Pt表面的原子發(fā)生重排。根據(jù)這個理論，期待CoPt、FePt、NiPt的合金能夠顯示出優(yōu)于其他鉑基催化劑的獨特性能。 本研究利用溶劑熱合成法成功制備了粒徑分布窄的單分散CoPt、FePt及NiPt合金納米粒子，通過透射電子顯微鏡（TEM），X-射線衍射（XRD），高分辨透射電鏡（HRTEM），能量分散X-射線分析（EDS），電子衍射（SAED）和電化學(xué)工作站等分別對粒子的形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)和電催化性能進(jìn)行了表征。論文的主要工作包括

4、以下方面： （1）本研究通過簡單的化學(xué)方法一步制備了CoPt納米花狀合金，所合成的納米結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的電催化性能。所合成的納米結(jié)構(gòu)與Johnson Matthey商業(yè)鉑（Pt/C-JM）相比，對甲醇，甲酸等有機(jī)小分子表現(xiàn)出良好的電催化性能。更值得注意的是，它表現(xiàn)出尤其優(yōu)異的抗CO中毒性能。與釕相比，鈷原子的加入?yún)s可以在改善抗中毒性能的同時提高催化活性，并且鈷的價格要遠(yuǎn)低于釕，可以降低催化劑成本，預(yù)示著鉑鈷合金在燃料電池等技術(shù)上重要應(yīng)