ni纳米线%2f管阵列担载pt%2fpd催化剂的研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来质子交换膜燃料电池，尤其是直接醇类燃料电池由于操作温度低、安全性高、启动快等优点成为未来应用于各类型移动电源设备的研究焦点。但是这类燃料电池是以Pt作为催化剂，由于Pt价格昂贵导致燃料电池的成本居高不下，因此研究高效的价廉的催化剂对于燃料电池的应用和推广至关重要。由于有序化膜电极在结构上的优势，以及目前研究还较少，所以主要研究了有序化膜电极载体的制备以及其应用于催化剂的性能。研究了电化学阳极氧化法制备研究氧化铝模板的溶液组成及有关的工艺方法，并且以草酸溶液为电解液制备了孔

2、径为100nm，孔壁厚30nm，孔密度为821.5×10/m的阳极氧化铝模板。研究了化学镀镍的前处理工艺和条件，并且筛选出了适宜的化学镀镍添加剂，研究了以电镀Ni的方式将Ni纳米线/管固定成为Ni纳米线/管阵列的方法，确定了电镀镍的工艺条件。分别采用孔径为100nm和250nm的阳极氧化铝模板，制备出了规则度较高的Ni纳米线阵列和Ni纳米管阵列。研究了Ni纳米线和Ni纳米管阵列作为电极在碱性溶液中的循环伏安行为和催化乙醇氧化的行为，结果显示其比表面积远远大于Ni平板电极。研究了在Ni纳米线/管阵列载体上负载Pt

3、、Pd、以及Pt-Pd催化剂的方法，通过调整溶液组成及时间，采用置换反应的方式制备了形貌理想的催化剂。通过面扫描测试，发现Pt和Pd在Ni纳米线/管阵列载体上均匀分布。采用ICP测试研究了Pt和Pd在Ni纳米线/管阵列载体上的负载质量，发现所制备的样2品中，Pt和Pd的负载量均在0.8mg/cm以下。研究了催化剂在碱性溶液中的循环伏安行为，以及催化乙醇氧化反应的能力。结果表明以Ni纳米线/管阵列载体制备的催化剂具有更大的比表面积，且以Ni纳米管阵列为载体的催化剂优于以Ni纳米线阵列为载体的电极；发现Pd在碱性溶

4、液中催化乙醇氧化的性能优于Pt，但是对于中间产物的氧化能力弱于Pt，而将两者同时负载于Ni纳米线/管阵列载体后，便得到了具有较好的催化活性，且对对中间产物有一定氧化能力，具有较强抗毒化能力的催化剂的催化剂。关键词：纳米管；催化剂；载体；乙醇；中间产物-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractProtonexchangemembranefuelcells,especiallythedirectelcoholfuelcellsbecomethemostfavorablemobilepowersupplyf

5、orvarioustypesofequipmentandattractedalotofresearchfocusinrecentyearsduetothelowoperatingtemperature,highsafetyandhighefficiency.Theefficiencyandcostofthecatalystoffuelcellsareveryimportanttotheapplicationandpopularization,butthecatalystPtisexpensive.Theprep

6、arationanditsapplicationofNiorderingcarriermembraneelectrodewerestudiedbecauseoftheadvantageoforderingmembraneelectrodeinstructure,andperformanceoftheperformanceoftherelatedcatalystwasstudiedtoo.Electrochemicalanodicoxidationmethodwasusedtoproducetheanodical

7、uminumoxide(AAO)template.ThesolutioncompositionandrelatedtechnologyoftheanodicoxidationwasstudiedtopreparetheAAOtemplate,ofwhich,thehole82densitywas1.5×10/m.Thediameteroftheholeswasabout100nm,andthethicknessoftheholeswasabout30nm.Thepretreatmenttechnologyand

8、conditionsofchemicalnickelplating,chemicalnickelplatingadditive,andtheelectroplatingnickelprocessconditionsweredetermined,andtheAAOtemplatewithdiameterof100nmand250nmwereusedtomaketheNinanowirea