PtPd双金属立方纳米笼及其电化学性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
在过去的几十年里,全球范围内化石燃料的大量使用在极大的提升了人们的生活水准同时,也带来了日益严重的环境问题。车辆排放的废气是城市空气污染的主要来源,面对环境污染的加重以及能源危机的加剧,降低对非可再生资源以及化学能源的使用已经迫在眉睫。质子交换膜燃料电池( PEMFCs )能够零排放的将化学能转化成电能,是化石能源材料绝佳的替代物。尽管PEMFC技术已经存在了几十年,但是很难在工业规模上实现商业化生产,主要是因为需要在阴极上负载大量的Pt基催化剂来加速甲醇氧化( MOR) [1]。目前,商业上使用的MOR催化剂基于尺寸为3-5纳米的铂纳米颗粒。如此小的尺寸不仅损害了催化剂的稳定性和耐久性,而且难以通过设计表面结构来增加比活性。众所周知,铂基催化剂是目前催化MOR最有效的材料,具有高效率和高稳定性,目前在燃料电池的催化剂使用中占据最重要的组成部分。然而由于Pt资源匮乏和昂贵的价格,寻找Pt的替代品提高催化剂的活性成为科学研究的热点,将其它金属与Pt形成合金是一种成为有效减少Pt的使用量的常用大方式。例如C. Cui, L. Gan, M. Heggen等人合成的八面体PtxNi1-x合金纳米粒子电催化剂对燃料电池阴极氧还原反应具有独特的催化活性[1]。除了用其它金属替代Pt以外,设计合成具有特殊结构的纳米晶,例如中空结构、多级多孔结构等都是能够更好提升Pt使用价值的手段。陈胜合成了一种的尺寸可控的多级结构Pt-Cu三角双锥纳米晶,相对于商业Pt/C催化剂在电化学甲酸氧化催化中表现出了更为优异的性能[2]。
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