《低鉑雙金屬納米粒子的可控組裝及其電催化特性研究》是依託北京航空航天大學，由王寧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低鉑雙金屬納米粒子的可控組裝及其電催化特性研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：王寧
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
直接醇類燃料電池是重要的新型攜帶型移動電源，開發高效、穩定的低鉑電催化劑是推進其商業化進程的關鍵因素。本申請擬以低鉑雙金屬材料為研究對象，開展其軟模板方法可控合成、組裝及電催化機理研究，主要內容包括：1、 Co(Ni)x-Pt(Pd)1-x雙金屬微/納米有序結構的軟模板合成、組裝及表面修飾；2、製備其核-殼結構雙金屬納米晶及組裝體；3、軟模板微限域空間雙金屬納米晶生長、組裝動力學；4、多級組裝及有機功能分子複合/修飾對其醇類電氧化協同效應機制研究。.本項目試圖發展一種低鉑催化劑溫和條件下的製備方法。通過研究軟模板對鉑基雙元金屬納米晶生長/組裝的引導機制及複合雙元金屬協同的電催化增強機制，在功能分子修飾和多層次組裝的基礎上提高雙金屬粒子的催化活性和長期穩定性，達到減少貴金屬用量和降低成本的目的。本項目結果對醇類燃料電池有潛在的套用價值，並對其電氧化機理研究有一定的理論意義。
結題摘要
鉑族金屬是直接醇類燃料電池、環境催化淨化等領域重要的催化劑來源，進一步提高其催化活性、穩定性和利用效率一直是相關領域的重大科學問題和關鍵工程技術問題，通過兩種或多種組分的協同效應或電子結構效應，開發高效、穩定的低鉑電催化劑是推進其商業化進程的關鍵因素。 本申請以低鉑雙金屬材料為研究對象，開展其綠色化學方法可控合成、組裝及電催化機理研究，主要內容包括： 1、 在水溶液體系中，利用表面活性劑TBP和Pt/Ag的前驅物構成非均相體系，在水熱條件下來製備雙金屬鉑銀納米晶，研究了PtAg雙金屬納米線的元素組成對其ORR催化性能產生重要的影響，PtAg雙金屬納米線的元素組成對其催化性能產生重要的影響。去金屬化的PtAg納米線不僅具有更高的電導和比表面，在電子耦合作用的影響下，這些合金粒子對氧還原展現了良好的催化選擇性。 2、 在DMSO、乙酸的混合溶劑中，通過DMSO和甲酸對Pd中心的選擇配位，形成六棱微米棒，並經由煅燒分解有機組分的辦法，獲得了同形狀金屬鈀骨架納米多孔材料。這種新穎的配位—分解策略豐富了多孔材料的製備方法學，並有可能促進納米材料光電功能和分子器件的發展。 3、 採用水溶液和油性活性劑TBP構築動態界面合成了PtAu、PtCu、AuCu等納米鏈，並利用這種雙金屬納米催化劑良好的催化活性、選擇性及其固有的集流特性，在該類電極中同時觀測到了傳統電極中金粒子固有吸附和導電能力而體現出的信號放大特性以及粒子合金化的表面界面效應。所設計的各類感測電極在電化學感測領域具有廣闊的套用前景。 4、 在上述合成策略的指導下，室溫條件下得到了PtNiCu納米鏈產物，這種合金納米鏈對析氫反應具有優異的催化特性，證明上述合成策略合成方式有望被推廣製備其它不同形貌、組分的異種納米結構催化劑。
