论文部分内容阅读
贵金属纳米材料因其独特的纳米结构而表现出优异的光、磁和催化等性能。贵金属纳米材料的制备方法非常多,其中溶剂热法和电化学方法具有可控、操作简单、快捷等优点而被广泛使用。本论文用水热和电化学方法制备了三种二元贵金属纳米材料,并对它们的电催化析氢和电催化氧化甲酸性能进行了研究,主要内容如下:1.AuPt纳米材料。先将光滑金电极处理得到纳米多孔金膜（NPGF）,然后将PtCl62-溶液滴加至NPGF表面,用循环伏安法电化学还原PtCl62-,得到修饰临界量的（29.2 ng）高分散Pt原子的NPGF（NPGF-s-Pt）电极,并用甲酸作为探针分子证明其高分散度。该电极在酸性介质中的析氢性能,与NPGF上大量沉积Pt（NPGF-m-Pt）电极的析氢性能相近,Tafel斜率为34 mV dec-1,电流密度为10 mA cm-2的析氢电势为-29 mV（相对于可逆氢电极）,循环伏安1000圈和恒电势6 h测试表明,该电极在酸性介质具有较好的耐久性和稳定性,提出了NPGF-s-Pt电极在酸性介质中阴极析氢新机理。2.PdPt纳米材料。发展了一种简单、绿色的二元PdPt合金纳米粒子（NPs）的制备方法,采用两步法得到还原氧化石墨烯（rGO）负载的PdPt合金纳米粒子(Pd50Pt500 NPs/rGO)材料。首先将H2PtCl6,PdCl2和氧化石墨烯（GO）混合均匀转移至反应釜中,在190℃下反应2 h,这里GO作为金属纳米粒子的载体,同时GO携带大量含氧官能团（C-O,C-OH,C-OOH）作为还原剂参与部分金属离子的还原;然后进一步通过电化学方法达到完全还原。制备得到的Pd50Pt50NPs/rGO与还原氧化石墨烯上单独负载Pt和Pd纳米粒子的催化剂（Pt NPs/rGO,Pd NPs/rGO）相比,在酸性介质中析氢显示更优的催化析氢活性。循环伏安1000圈和恒电势8 h测试表明,该电极在酸性介质具有较好的耐久性和稳定性。3.AuPd纳米材料。采用一步水热法制备得到还原氧化石墨烯上负载有AuPd合金纳米粒子(Au50Pd500 NPs/rGO)的催化剂。合成的Au50Pd500 NPs/rGO催化剂对甲酸有高效的电催化氧化活性。与制备的单金属Pt NPs/rGO和Pd NPs/rGO催化剂相比,Au50Pd500 NPs/rGO催化剂更有利于甲酸电催化氧化按脱氢路径进行,其表现出更高的抗毒化能力和稳定性。