鈀納米線的制備及其在醇類電氧化中的應(yīng)用.pdf

1、物質(zhì)的性質(zhì)不僅取決于組成元素，更取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。當物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)單元小到納米數(shù)量級時會呈現(xiàn)出常規(guī)材料不具備的優(yōu)越性能。本文制備出具有高度有序微觀結(jié)構(gòu)的金屬鈀的納米線，將其應(yīng)用于直接醇類燃料電池中并研究其電氧化性能。利用鈀金的置換反應(yīng)制備出鈀金納米線，通過鈀金協(xié)同作用的研究進一步提高電極的催化能力。首先通過高純鋁片的陽極氧化制備出具有高度有序微觀結(jié)構(gòu)的陽極氧化鋁模板，以金屬鈦片電極為載體，利用電沉積法制備了一維納米形態(tài)的金屬鈀納米線，并

2、將其組裝到電極表面。利用納米材料優(yōu)良的電催化性能，將鈀納米線應(yīng)用于直接醇類燃料電池中，同時研究鈀金的協(xié)同催化能力，進一步提高電極的催化能力，為直接乙醇燃料電池的實用化做出貢獻，并對乙醇催化氧化的機理進行探討。具體研究內(nèi)容如下：
　　 1、采用二次陽極氧化法，制備出具有高度有序微觀結(jié)構(gòu)的陽極氧化鋁模板（AAO）。本文分別研究了氧化電位的大小、電解溫度的高低、電解液的種類以及電解液的濃度對所制備的陽極氧化鋁模板的影響。高純鋁片陽極氧

3、化后表面會形成一定的微孔結(jié)構(gòu)，氧化電位是孔徑和孔密度的主要影響因素，電壓過高會劇烈腐蝕鋁片并使其表面變粗糙，電壓過低將不會被氧化；電解液濃度是孔形貌的主要影響因素；氧化時間和電流密度是膜厚的主要影響因素；提高電流密度可以加快膜的生成速度。
　　 2、采用模板法合成鈀納米線及鈀納米線陣列。將制備的AAO模板固定在金屬鈦片電極表面，鈦片電極表面與陽極氧化鋁模板之間會形成圓柱形孔道。電極浸入鍍鈀液時，鍍鈀液將充滿圓柱形孔道中，通過電沉

4、積法將制備高度有序的鈀納米線。
　　 3、循環(huán)伏安法研究鈀納米線電極對醇類的催化活性。目前電極催化材料多用金屬鉑，但鉑易毒化，峰電流下降很快。研究表明，在堿性環(huán)境中鈀對醇類的氧化具有比鉑更高的活性。納米線具有很大活性面積，提高了催化劑利用率，同時納米線之間間隙成為反應(yīng)物擴散到催化劑和反應(yīng)物離開催化劑通道，使電極具有更高的催化活性。
　　 4、研究鈀金的協(xié)同催化作用。循環(huán)伏安掃描表明，金電極對乙醇的催化行為穩(wěn)定，不隨掃描次