MXene负载的贵金属纳米催化剂的制备及其电催化氧化性能研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

人们对化石燃料的未来感到担忧,而低温燃料电池则被普遍看好,因为它可以直接将燃烧热转化为电能。

乙醇因其毒性低,且可由生物发酵大量生产,具有极高的理论能量密度而受到人们关注。

铂通常作为有机小分子最佳的电氧化催化剂,而且自20世纪60年代以来,全氟磺酸等稳定的质子导电薄膜材料得到了很好的发展,乙醇电氧化反应的研究传统上集中在酸性电解质中的铂电极上。

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2. 国内外研究现状分析

目前对于Au基复合材料的制备主要包括Au和石墨烯[1]、Au与过渡金属[2]、Au与双金属的二元合金及Au与C的复合[3]等材料的研究。

采用化学还原法制备了Au-Cu二元合金电催化材料催化剂,Cu的加入改变了Au的催化活性,使其从2e过程变为4e过程;提高了其氧还原活性,半波电势负移动了约60mV。

随着Cu的加入,氧还原活性机理发生改变,极限扩散电流增大。

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3. 研究的基本内容与计划

本课题通过水热法制备得到Mxene负载Au的纳米结构电催化材料,组成以Au为主要活性成分的Au基复合纳米结构燃料电池催化剂,通过各种分析表征手段的联合使用研究Au基复合纳米催化剂尺寸、形态、化学组成、结构及电子结构等对催化性能的影响。

同时运用电化学等分析手段分析Au基复合纳米催化剂在乙醇不同pH值下的催化氧化性能。

2019.2.243.05 前言整理2019.3.064.01 材料制备2019.4.025.01 材料的电化学测试及表征测试2019.5.055.10 数据整理及分析2019.5.116.01 论文的书写及修改

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4. 研究创新点

本课题的创新之处在于Mxene的应用。

MXene是一种新型的二维过渡金属碳化物或碳氮化物,化学式为Mn 1Xn,M代表过渡金属,X代表碳或者氮,n=1、2、3。

目前制备的MXene表面均附有官能团,因此也常用Mn 1XnTx来表示其化学式。

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