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掺杂碳纳米笼负载铂钌纳米颗粒的研究

时间:2017-08-02 15:05来源:毕业论文
论文对硫参杂石墨纳米笼在乙二醇中油浴加热体系中制备电催化剂进行研究。发现以下结果:在乙二醇中140℃油浴还原氯铂酸和氯化钌,沉积铂钌合金纳米颗粒均匀分布在石墨纳米笼的
摘要:燃料电池作为一种清洁,高效的能源正受到越来越多的关注。铂基电催化剂在燃料电池上作用有目共睹,但铂纳米颗粒在形核生长时,受到生长环境的温度,压力,反应环境等原因导致形成晶粒直径大,比表面积小,制约了催化效率。针对以上问题,本毕业论文对硫参杂石墨纳米笼在乙二醇中油浴加热体系中制备电催化剂进行研究。发现以下结果:在乙二醇中140℃油浴还原氯铂酸和氯化钌,沉积铂钌合金纳米颗粒均匀分布在石墨纳米笼的表面,平均直径在4nm左右,通过在扫描速率为50 mV/s下,获得硫酸甲醇混合液中循环伏安测试曲线图,在~0.7 V处出现初次甲醇氧化峰,在~0.45 V处出现二次甲醇氧化峰,在~0.7 V处出现初次甲醇氧化峰的峰值明显高于在~0.45 V处出现二次甲醇氧化峰。由于较高的氧化峰有利于提高燃料电池的输出电压,说明钌的加入对提高甲醇氧化催化效率,预防催化剂中毒有利。12251
关键词:碳纳米笼;铂钌纳米颗粒;比表面积
 Investigation on PtRu nanoparticles loading on doped carbon nanocages
  Abstract:Fuel cells regarded as a clean and efficient energy, is drawn more and more attention. Obviously, platinum electro-catalyst is useful in fuel cells. However, nucleation growth of platinum nanoparticles is deeply influenced by temperature, pressure, environment and so on, leading to forming large PtRu nanoparticles and low specific surface area, which reduces the catalysis. Here, the methods for loading PtRu nanoparticles on C support have been investigated to release those problems. For comparison, three loading methods and two different supports are involved. As a result, PtRu deposition by ethylene glycol method is more effective route than other ones for PtRu loading, because this method decreases reduction rate of PtRu and a controllable reduction processing leads to smaller sizes of PtRu nanoparticles and high specific surface area as well. Compared with carbon nanocages perform better, as PtRu support materials, due to their high specific surface area. When PtRu loading amount is the same, there are more nucleation points for PtRu deposition and high surface area also improve distribution of PtRu nanoparticles on the nanocage surface, leading to improvement of PtRu Loading.
源自六/维"论\文|网.加7位QQ3249"114 www.lwfree.cn

Keyword: Carbon nanocages; PtRu nanoparticles; Specific surface area
目录
1 前言    1
1.1 燃料电池    1
1.2 直接甲醇燃料电池的背景    2
1.3 Pt基催化剂的制备    5
1.4 碳纳米材料的制备方法    8
1.4.1 碳纳米材料的气相制备    8
1.4.2 石墨电弧法    8
1.4.3 激光蒸发法    9
1.4.4 化学气相沉积法    9
1.5 研究意义    10
2 实验    12
2.1 实验设备以及原料    12
2.1.1 实验原料    12
2.1.2 实验设备    12
2.2 实验过程    12
2.2.1 氮掺杂石墨纳米笼的制备    13
2.2.2 催化剂的制备    14
2.2.3 样品表征    14
3 实验结果与分析    16
3.1 硫掺杂石墨纳米笼    16
3.2 石墨纳米笼负载铂钌合金纳米颗粒    17
3.2.1 石墨纳米笼负载铂钌合金纳米颗粒    17
3.2.2 电催化剂电化学性能表征    19
4 结论    22
致谢    23
参考文献:    24
 1 前言
1.1 燃料电池
   燃料电池(Fuel cell)是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断转化成电能的电化学装置。燃料电池是一个复杂的系统,由燃料和氧化剂供应系统、水管理系统,热管理系统以及控制系统等几个子系统组成而普通意义的电池只是简单的将存储在特定容器中的储能物质的化学能转变为电能的能量转换装置,燃料电池的活性物质是存储在电池之外的,只需要不断的供给燃料和氧化剂就能一直发电,而普通的电池的活性物质一旦消耗完毕,电池寿命及告终止,必须丢弃或再生[1-34]。 掺杂碳纳米笼负载铂钌纳米颗粒的研究:http://www.lwfree.cn/cailiao/20170802/11955.html
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