低共熔溶剂中贵金属电极表界面调控提高电催化性能的研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dragoenix
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电催化能源转换和储能是缓解能源危机、减少排放和获取高价值化学品的有效途径。其中,电催化材料是保障电催化过程高效运转的核心,起到了提高转化效率和选择性的作用。为了发挥电催化剂的最大效用,就需要深入了解影响电催化剂性能的因素,充分挖掘电催化剂的潜力,设计合适的新型催化剂。负载型贵金属催化剂由于在金属和载体之间存在相互作用效应(金属-载体相互作用)通常具有更佳的活性、选择性和稳定性。金属-载体相互作用产生的电子效应可以通过影响载体与负载金属颗粒之间的成键和电荷转移,调控活性相的电子结构和表面化学性质。本文利用低共熔溶剂(DES)特殊的理化性质(异于水溶液),通过简单置换反应(结合电化学氧化还原)在Ni和Cu基体表面合成具有金属-载体强相互作用的纳米颗粒(Pd和Ag),并探究它们在燃料电池中的应用。具体的工作如下:(1)通过在含有PdCl2前驱体的Ethaline-DES中进行简单置换反应(GRR)合成路线,可以在Ni基体上形成均匀细小的Pd纳米颗粒(Pd NPs/Ni)。通过测试发现,从Ethaline-DES中获得的Pd纳米颗粒(Pd NPs/Ni_Eth)表现出比从水溶液中获得的Pd纳米颗粒(Pd NPs/Ni_Aq)和商用Pd/C对甲醇氧化反应(MOR)具有更佳的催化活性和耐久性。动力学分析表明,Ethaline-DES所提供的独特溶剂环境可以调节活性物质的反应活性及传质能力,形成具有Pd(金属)-Ni O(载体)强相互作用的Pd NPs。这种结构增强了载体和Pd NPs之间的电荷转移,优化了OH-和CO在Pd表面的吸附能,使Pd NPs具有出色的电催化活性(初始质量活性约是商用Pd/C的3倍)和耐久性(10 ks测试后质量活性仍有172.4 m A mg-1)。这项工作提供了一种在Ethaline-DES中设计和构造具有强相互作用的金属/载体催化剂的新颖策略。(2)通过在含有AgCl前驱体的Ethaline-DES中进行简便的置换反应合成方法,可以在铜基体上合成银纳米颗粒(Ag NPs/Cu)。通过进一步地电化学氧化还原(ECO-ECR)活化过程可以显著增强该催化剂在碱性介质中对氧还原反应(ORR)的催化活性和稳定性。原位氧化还原活化会使Ag NPs发生可逆相变(Ag?Ag2O),并在表面进行重组,形成细小的Ag NPs,活化后产生金属-载体强相互作用效应,进一步修饰Ag NPs的原子/电子结构,改善催化剂的ORR活性。研究Ethaline-DES中Cu基体和AgI离子之间的置换动力学发现,NiII离子的加入可以减缓AgI离子在溶液中的扩散和随后Ag颗粒在Cu基体表面的生长速度,形成分布均匀的Ag NPs。经过优化,Ag-Ni1 NPs/Cu_ECO-ECR不仅表现出与商用Pt/C相似的ORR活性,而且具有更好的耐久性(30000 s后保留95%的活性)和抗甲醇中毒能力(3300 s后保留96%的活性),是一种有应用前景的高效ORR电催化剂。
其他文献
第三方惩罚是与违规事件本身无关的第三方愿意牺牲自己的利益来惩罚违规者的行为,对维护社会规范、保持社会秩序有重要意义。公平偏好理论认为人们偏好公平而厌恶不公平,为了消除不公平带来的厌恶感而惩罚那些制造不公平事件的违规者。然而人非“理性人”,在第三方进行惩罚时除了受到客观上的不公平结果的影响之外,还可能受到许多非理性因素的干扰,如面孔吸引力、第三方对待公平公正的敏感性(即观察者敏感性)以及违规者做出不
近年来,随着经济、社会等各方面的快速发展和进步,西南地区的各类基础设施建设进行得如火如荼,同时也获得了巨大成就。由于西南地区具有独特的地形地貌特征,这决定了在例如机场这类占地广、工程量大的基础设施建设中不可避免的会出现大量的填方工程。同时,由于机场建设具有占地广、工程量大、施工复杂等特点,考虑到建设的经济成本,往往将就地开挖、爆破后的土石混合料直接当做填方料应用于机场建设中。在成都、重庆等地区,砂
迄今为止,第四代移动通信4G已基本满足用户大部分通信及娱乐需求。未来随着物联网的兴起,移动通信技术又将成为万物互联的基础,为满足由此带来的爆炸性移动数据流量增长、海量设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景,第五代移动通信5G应运而生。相比于4G移动通信技术关注单点技术突破,5G移动通信不仅关注为用户提供更大带宽,更低时延,更高可靠性的智能灵活、高效开放的移动通信网络,更多关注多种技术深度融合及网
阿特拉津是一种在我国东北黑土区广泛施用的除草剂,因其具有生物毒性且环境残留期长的特点,进而对生态环境造成极大威胁,受到广泛关注。狼尾草被证实是一种可应用于阿特拉津污染治理的修复植物,有效提升狼尾草对阿特拉津的耐受能力有助于强化阿特拉津污染的植物修复。根际促生菌(PGPR)具有增强植物抵抗各种非生物胁迫的能力,但PGPR能否提升狼尾草对阿特拉津的耐受能力及相关机制尚不明晰。本研究着重探讨具有吲哚乙酸
目的检测老年认知障碍患者雌激素受体-α(ER-α)基因启动子区甲基化状态及同型半胱氨酸(t Hcy)、雌激素(E2)水平并与正常人对比,探讨老年认知障碍与ER-α基因启动子区甲基化状态及t
天然生物大分子(DNA,蛋白质等)具有和人工合成高分子相比更为优异的性能,这主要是因为天然高分子结构上具有较高的立构规整度、更严格的单元序列以及功能化基团。目前,最大限度地开发实现高分子序列可控聚合的创新策略,设计并合成具有与天然生物大分子同样结构规律性的、不同偏差序列的聚合物,仍然是高分子化学领域最具挑战性的工作之一,而N-取代马来酰亚胺类多元共聚物的序列可控聚合是高分子序列可控聚合领域的研究热
在STCW规则第A-Ⅷ/2节中第3部分航行值班的一般原则条款中有如下阐述:“应确保根据情况合理地安排驾驶台值班人员,同时考虑人员的资格或适任能力的局限性”。从这句话出发,本文对通常情况下船舶驾驶台航行值班团队的1名甲板部高级船员和1名甲板部普通船员的双人值班模式进行了研究。基于驾驶台航行值班人员均适任的前提,以多层次多方面人员搭配协调性因素优化为目标,探讨如何进行更为科学的海上驾驶台双人值班模式的
随着工业化进程的加快,环境问题日益突出,本文采用光催化技术解决抗生素水体污染问题。磷酸银(Ag_3PO_4)是一种新型、高效的可见光催化剂,带隙约为2.4 e V,量子效率可达到90%,成为目前光催化的研究热点。磷酸银稳定性差的缺点严重制约了它的光催化活性,因此,本文着重对Ag_3PO_4进行改性来提高其稳定性和光催化活性。主要研究工作如下:1、通过溶剂热和原位沉淀法,成功地构建了含有氧空位且可响
新媒体区别于传统媒体,是建立在数字化技术、移动通讯技术和互联网信息技术的基础上而发展起来的一种现代媒体形态。近年来新媒体发展迅速,突破传统媒体限制,凭借自身传播快、互动性强、内容丰富等优势,在社区治理建设中发挥着不可替代的作用,促进了社区治理主体多元化,提高了城市社区治理的透明度,增强了城市社区居民参与性,提升了城市社区的治理效能。从其自身特性及其在国内很多社区运用实践来看,新媒体在融入社区治理过
在我国实行创新驱动发展战略中,高新技术制造业一直就扮演着重要角色。这一类产业核心竞争力就是其创新能力,这一特性使得其在经济发展的过程中发挥着至关重要的作用,尤其是