鈀納米線的制備及其在醇類電氧化中的應用.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。當物質(zhì)的組成結(jié)構單元小到納米數(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)構的金屬鈀的納米線，將其應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，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物擴散到催化劑和反應物離開催化劑通道，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