以离子液体为溶剂热解合成Pd基催化剂及电化学性能研究

来源 :河北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Lassie01
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随着现代科技的迅速发展,人们越来越意识到保护环境的重要性,直接乙醇燃料电池具有绿色环保、能量转化率高等特点,由于Pt资源有限且价格昂贵,因此研究新型的阳极催化剂逐渐成为研究的热点。本论文研究了用热解的方法制备Pd及Pd-基催化剂材料。用XRD、SEM、TEM和EDS对催化剂进行表征,并用循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和计时电流(i-t)对制备的多种催化剂进行电化学测试。主要实验内容如下:1、以室温离子液体(EMIBF4)为溶剂,采用热解的方法合成Pd与Ni不同物质的比样品,即PdxNiy催化剂,通过XRD测试不仅证明了Pd颗粒在MWCNTs表面生成,而且计算出颗粒的平均粒径约为6nm,EDS测试证明了Ni成功的被掺入,SEM和TEM照片进一步证明固体颗粒在MWCNTs表面生成。通过循环伏安法(CV)、交流阻抗(EIS)和计时电流测试表明,在碱性条件下,样品Pd3Ni1修饰GC电极对乙醇的电催化活性最高。2、以离子液体为溶剂,在多壁碳纳米管表面合成不同摩尔比PdxCoy纳米颗粒(Pd与Co摩尔比分别为3:1,3:1.5,3:2,3:3)。XRD和EDS测试证明了PdxCoy纳米颗粒在MWCNTs表面的成功生成。SEM和TEM不仅形象的证明在MWCNTs表面有颗粒生成,而且还表明样品的平均颗粒约为25nm。LSV测试结果表明,在碱性环境下,Pd3Co1.5/MWCNTs催化剂比Pd3Co1/MWCNTs催化剂的起峰电位约负90mV,即Pd3Co1.5/MWCNTs修饰的GC电极对乙醇具有较好的催化活性,CV和EIS测试进一步证明了此结论。3、在离子液体中用热解的方法成功合成Pd3Au1/MWCNTs、Pd3Co1/MWCNTs、Pd/MWCNTs、Pd3Cu1/MWCNTs催化剂,通过XRD和EDS测试证明相应的阳离子被成功参杂,并且通过XRD比较颗粒的大小,结果表明Pd3Cu1/MWCNTs的平均粒径最小,通过电化学表征证明在碱性条件下,Pd3Cu1/MWCNTs修饰GC电极对乙醇的催化活性最高,但通过多圈的循环伏安测试,证明Pd3Co1/MWCNTs的稳定性比Pd3Cu1/MWCNTs大。4、用简单的热解方法在离子液体中制备大颗粒的金,通过改变热解时间制备出晶体结构不同的样品,SEM和XRD表征其样品的外貌结构和晶体类型,CV和EIS测试表明,在0.1M Na2SO4溶液中,热解3小时的样品修饰到GC电极上对ORR的电催化活性最高。
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