Au和雙金屬Au-Ru納米多孔電極材料的制備與電催化活性研究.pdf

1、小分子電催化氧化具有重要的理論和實(shí)際研究意義，世紀(jì)九十年代以來(lái)一直受到高度重視。隨著小分子電氧化過程研究的深入，對(duì)電化學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、促進(jìn)物理化學(xué)學(xué)科相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)研究方法的發(fā)展，具有重要的意義。鉑、金等貴金屬對(duì)小分子電氧化被廣為研究。修飾電極在電催化以及電分析等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
　　水熱反應(yīng)法是以水或其它溶劑作為介質(zhì)，在一定溫度條件和自生壓力作用下，進(jìn)行反應(yīng)的過程。本論文采用合適的實(shí)驗(yàn)條件，將金納米顆粒負(fù)載在鈦基體上，從而

2、制備出負(fù)載金納米顆粒的鈦基電極，并通過電化學(xué)測(cè)試方法對(duì)各電極電催化性能進(jìn)行了研究。論文的主要內(nèi)容和研究結(jié)論如下:
　　1.對(duì)納米顆粒的制備方法和小分子的電氧化研究進(jìn)展進(jìn)行了概述，系統(tǒng)總結(jié)了金電極研究進(jìn)展和應(yīng)用。
　　2.確定了制備納米金修飾鈦電極的具體實(shí)驗(yàn)條件。
　　3.運(yùn)用掃描電鏡和能譜分析測(cè)試技術(shù)，對(duì)所制備催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)與成分等進(jìn)行了分析。對(duì)nanoAu/Ti電極而言，SEM和EDS分析表明，在鈦基表面沉積了尺

3、寸均勻的Au球形小顆粒，直徑大小約300nm，并且這些球形小顆粒相互連接，形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，具有巨大的表面積。Au-Ru/Ti電極，則在鈦基表面沉積了尺寸均勻的Au-Ru金屬球形顆粒，球形顆粒表面由向外突出的納米晶片組成，并且這些球形小顆粒相互緊密連接呈多孔狀結(jié)構(gòu)，具有數(shù)目巨大的活性位點(diǎn)。
　　此外，利用電化學(xué)沉積技術(shù)，直接從無(wú)支持電解質(zhì)的低濃度氯金酸溶液中，沉積Au納米顆粒到鈦基體表面上，并且研究了電極對(duì)葡萄糖、肼和甲醛的電催

4、化氧化過程。
　　4.采用循環(huán)伏安、電位階躍和交流阻抗等電化學(xué)方法，在堿性介質(zhì)中研究了電極對(duì)葡萄糖、肼和甲醛的電催化氧化過程，并對(duì)電極過程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。主要結(jié)論如下:
　　(1)伏安特性研究表明，在堿性溶液中，nanoAu/Ti電極對(duì)葡萄糖、肼和甲醛氧化表現(xiàn)出很好的電催化活性。nanoAu/Ti電極對(duì)葡萄糖、肼和甲醛電化學(xué)氧化起始電位與多晶金電極相比均有所提前;在電極幾何面積相同的條件下，nanoAu/Ti電極上葡萄糖、

5、肼和甲醛的氧化電流也大于多晶金電極。電位階躍實(shí)驗(yàn)表明，穩(wěn)態(tài)電流十分穩(wěn)定，表明nanoAu/Ti電極具有良好的穩(wěn)定性。
　　(2)對(duì)所制備的雙金屬Au-Ru/Ti電極的電化學(xué)測(cè)試研究表明:這些電極對(duì)葡萄糖的催化活性與Au和Ru的比例有關(guān)，含5％Ru的Au95Ru5/Ti電極對(duì)葡萄糖氧化表現(xiàn)出最優(yōu)異的催化性能。Ru的加入明顯改善了電催化劑對(duì)葡萄糖的電化學(xué)氧化性能，可能是Ru與Au產(chǎn)生協(xié)同作用，促進(jìn)了氧化反應(yīng)的發(fā)生。
　　目前關(guān)于