贵金属纳米复合材料的电化学制备及其应用

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金属纳米颗粒表现出很多宏观(块状)材料所不具备的优越性质。例如,纳米材料大的比表面积、高的催化活性、强的亲和力等特质,基于以上特性可用于燃料电池、催化、信息存储、光催化、非线性光学和化学传感等领域。石墨烯因其优越的结构特点而备受关注。本文致力于在玻碳电极表面通过滴涂的方式修饰上石墨烯溶液,然后将贵金属复合纳米材料修饰到电极上及修饰电极电催化性能上的研究。通过电化学阻抗图(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、透射电子显微镜(TEM)等方法研究修饰电极的微观结构。  首先,通过欠电位沉积和氧化还原取代技术制备了Au@Pt/RGO/GCE电极,并用透射电子显微镜和电化学阻抗等方法进行表征。结果表明这种纳米复合材料对氧气的还原和甲醇的氧化反应有很好的电催化活性。这种新催化剂的高活性是由于在Au纳米粒子表面沉积超薄的Pt层和氧化性石墨烯表面存在的含氧功能团。  其次,是在石墨烯修饰的玻碳电极上电化学共沉积金铂纳米粒子。通过SEM, EDX,循环伏安法和电化学阻抗对铂钯纳米粒子进行表征,结果表明它们可以很好地修饰在石墨烯表面。电催化实验展示其对双氧水有很好的催化活性,能检测到 nM的双氧水浓度,可以对双氧水进行灵敏检测。  最后,我们将PtPd合金纳米粒子电化学沉积在石墨烯修饰的玻碳电极上,从而制备得到 PtPd/RGO/GCE电极,同时研究了其对甲醇和草酸的催化作用。结果表明制得的电极对甲醇和草酸有很好的催化活性。而后我们将Pd@Pt核壳结构沉积到石墨烯修饰的玻碳电极上,利用扫描电子显微镜和电化学方法进行了表征,并研究其对甲醇的电催化活性,结果表明其对甲醇有很好的催化活性。
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期刊
质子交换膜燃料电池以高纯氢为燃料,工业上甲醇重整得到的富氢气体中含有的CO会毒化燃料电池的电极,致使电池性能严重降低。选择氧化(PROX)法是除去富氢气体中少量CO最简单经济有效的方法。选用合适的催化剂,将CO在富氢气体中完全消除,同时尽可能减少H2的消耗,高活性和高选择性是催化剂选择的关键。负载金催化剂由于具有很好的CO低温氧化活性,将其移植在CO-PROX反应中也具有强的研究价值。已有的研究表