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学科主题: 化学工程
题名: 质子交换膜燃料电池阴极用Pd@Pt核壳催化剂的制备与性能研究
作者: 张耕
答辩日期: 2013-08-30
导师: 邵志刚
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 本论文主要针对质子交换膜燃料电池阴极Pd@Pt核壳结构催化剂进行研究。 首先,制备了Pt/Pd原子比为1/2的Pd@Pt核壳结构纳米枝晶(Pd@Pt NDs)。动电位扫描以后,发现Pd@Pt NDs由实心的纳米枝晶结构转变成了中空的Pd-Pt合金纳米笼结构(PdPt NCs),其ORR催化活性获得了进一步提高。 其次,以商业化Pd/C催化剂(Pd平均粒径约为4 nm)为基底,制备了粒径更小、分散更为均匀的Pt修饰Pd/C核壳催化剂(Pt/Pd/C)。其中,Pt1/Pd2/C(Pt/Pd原子比为1/2)催化剂在半电池与全电池中均表现出了良好的稳定性,这一高稳定性应该是来自Pd的溶解对Pt的保护以及动电位扫描过程中催化剂结构由核壳向合金结构的转变。 然后,以Pluronic F127为还原剂一步法制备了多面体Pd担载Pt核壳催化剂(Pd-s-Pt NPs),其中Pd核表面富含Pd{111}晶面。Pd2-s-Pt1 NPs(Pt/Pd原子比为1/2)表现出优异的ORR催化活性和抗动电位扫描的稳定性,Pd核的缓慢溶解以及核壳结构向空心Pd-Pt合金结构的转变应该是Pd2-s-Pt1 NPs具有高的电化学稳定性的原因。 最后,以Pluronic F127嵌段共聚物同时作为还原剂、稳定剂和晶面保护剂,采用分步还原法成功制备了粒径小于10 nm的Pd@Pt核壳结构催化剂(Pd@Pt NPs),其中Pt外壳较为致密,提高了Pt的利用率。Pd2@Pt1 NPs(Pt/Pd原子比为1/2)在半电池与全电池中均表现出了良好的氧还原催化活性。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116846
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张耕. 质子交换膜燃料电池阴极用Pd@Pt核壳催化剂的制备与性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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