金属纳米线阵列的制备及其甲醇催化性能研究

【摘要】纳米科技自从问世以来,就一直是人们研究的热点。到目前为止,纳米技术的发展已经从纳米材料的合成和基础性质的探索,发展到利用纳米材料独一无二的性质进行生产应用的研究。直接甲醇燃料电池是以较高的能量转换率将化学能转化为电能的一种能源器件,是近年来能源研究领域的热门课题,而催化剂是影响甲醇燃料电池效率的重要因素,制备纳米电极作为直接甲醇燃料电池的催化剂,是近年来新能源研究领域的学者们研究的热门课题之本论文中,采用模板法二次氧化制备了AAO模板。利用恒流电沉积合成金属单质Pt,Ni纳米线,以及Pt/Ni异质结纳米线,利用滴涂法制备了金属纳米线和Nafion复合膜修饰的玻碳电极的催化剂。运用循环伏安法和计时电流法研究了纳米电极催化剂对甲醇的电催化氧化性能。研究的内容如下：1、Pt、Ni、Pt/Ni异质结纳米线阵列的制备将高纯铝片经过剪裁,超声清洗,高温退火预处理,通过在草酸溶液中,两次阳极氧化制备出有序的多孔AAO氧化铝模板,AAO模板的形貌可以通过扫描电子显微镜观察到。制备好AAO模板后,运用两电极直流沉积合成Pt、Ni、Pt/Ni异质结纳米线,并采用SEM、XRD、TEM、SAED等手段方法对合成纳米线形貌、物相、组成成分和晶体结构来表征,确定沉积物质的元素。2、基于Pt、Ni、Pt/Ni异质结纳米线的甲醇氧化催化剂制备了纳米级别催化剂——金属单质纳米线催化剂和异质结纳米线催化剂。利用循环伏安法测试三种纳米电极对甲醇的电催化氧化性能。通过循环伏安曲线和计时电流曲线得知,异质结Pt/Ni纳米线对甲醇的催化性能最高,并且具有更强的稳定性。3、关于金纳米线电极催化剂的研究利用模板发合成金纳米线阵列,并制备成玻碳／金纳米电极。利用电化学分析仪测试金电极对甲醇的循环伏安曲线,根据测试的曲线来分析纳米电极对甲醇的电催化氧化性能。结果发现金纳米线对甲醇有一定的催化性能,并且具有很好的稳定性。
【作者】王萍；
【导师】秦丽溶；
【作者基本信息】西南大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】AAO模板；异质结；甲醇催化；

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