纳米多孔金的制备及其电化学性能

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1、南京大学硕士学位论文纳米多孔金的制备及其电化学性能Fabricationofnanoporousgoldanditselectrocht!micalricatlonOInano0rousanditselectrocemicalproperties硕士研究生：解云指导老师：刘建国副教授南京大学材料科学与工程系2011年5月南京大学硕士学位论文JIIIIIlllllllllllUllllllllJIIlllXlllllrJIIIY2372480盐盘堂专业』坠级硕士生姓名：鲤垂指导教师(姓名、职称)：型建国型整撞直接硼氢化钠

2、／双氧水燃料电池(DBHFC)以其全液态、不依赖空气、能量密度高、安全可靠等特点在小型移动电源特别是航天、潜水等特殊领域具有良好的发展前景。目前DBHFC面临的主要的技术问题是阳极硼氢化钠自分解析氢，因此应该选用能够直接催化氧化硼氢化钠，而对其自分解惰性的高效催化剂。纳米多孔金不仅性能符合硼氢化钠完全直接氧化的8电子转移的材料要求，并且由于其薄层电极的结构，还能够避免孤立催化剂在电极中出现。因而本论文探索了纳米多孔金的制备及其电化学性能，并进一步在DBHFC中进行了测试。本论文提出一种全新的两步制备纳米多孔金的方法，即

3、首先利用三氯化铁腐蚀金银合金中的银，然后再用氨水去除氯化银，从而得到纯净纳米多孔金的方法。该方法和传统脱合金的方法相比，避免使用强氧化性、强腐蚀性和强挥发性的浓硝酸，同时也可以通过改变三氯化铁浓度和反应温度的方法精细调控纳米多孔金的孔径和结构。该方法制备的纳米多孔金电化学活性比表面积(粗糙系数43)大于传统方法制备的样品(粗糙系数22)，性能更好，在DBHFC中，两步法制备的纳米多孔金电极能够取得175mW／crn2的性能，高于传统方法制备的82mW／em2的性能。南京大学硕士学位论文IV南京大学硕士学位论文THESI

4、S：FabricationofnanoporousgoldanditselectrochemicalpropertiesSPECIALIZATl0N：MaterialsPOSTGRADUATE：YunXieMENTOR：AssociateProfessorJianguoLiuAsaliquid，airindependentandreliablefuelcellwithhighenergydensity,directborohydride／peroxidefuelcell(DBHFC)isconsideredasoneo

5、fthebestcandidatesforportablepowersystemsforspaceandsubmarineapplication．CurrentlythemainchallengeofDBHFCishydrogenformationfromborohydridehydrolysisinsteadofelectro—oxidation．Tosolvethisproblem，catalystswithhighactivityforborohydrideelectrochemicaloxidationbutl

6、owactivityforborohydridehydrolysisisrequired．Nanoporousgoldiscapabletoelectrochemicallyoxidizeborohydrideandtheoreticallygenerate8electronstransfer．What’Smore，asnon—particlecatalyst，theappearanceofisolatecatalystparticleCanbefullyavoided．Thispaperdemonstratesane

7、wandfacileapproachtofabricateNPGwithuniformbi-continuousstructureofgoldandporousityfrom100nmAu／Agalloyfilm．Notinvolvingstrongacidoradditionalelectrochemicalequipment，themethodsimplyemployFe3+toselectivedissoluteAgcontentfromtheinitialAu／AgalloywiththehelpofCI—wh

8、ichapparentlyreducetheredoxpotentialofsilver．AmmoniaisthenusedtocleanupAgClandNPGisobtained．Theelectrochemicalpropertyandapplicationoftheas-preparedNPGinDBHFChasbeeni