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金属玻璃脱合金化制备燃料电池用纳米多孔催化剂结题摘要

2022/07/16123 作者:佚名
导读:本文通过以密度泛函理论(DFT)为基础的计算方法,计算了一系列简化的团簇模型。计算结果表明Pd-Ni,Pd-Fe,Pd-Pt,Pd-Pt-Ni,Pd-Cu-Ni 以及Pd-Cu-Pt-Ni 的催化活性明显高于纯Pd,部分成分的催化活性已经达到纯Pt的催化水平。 试验结果表明,控制电压或预合金成分可以控制脱合金样品的成分和孔径尺寸。(1)对于PdNi纳米多孔金属制备,当PdNiP金属玻璃成分一定时,

本文通过以密度泛函理论(DFT)为基础的计算方法,计算了一系列简化的团簇模型。计算结果表明Pd-Ni,Pd-Fe,Pd-Pt,Pd-Pt-Ni,Pd-Cu-Ni 以及Pd-Cu-Pt-Ni 的催化活性明显高于纯Pd,部分成分的催化活性已经达到纯Pt的催化水平。 试验结果表明,控制电压或预合金成分可以控制脱合金样品的成分和孔径尺寸。(1)对于PdNi纳米多孔金属制备,当PdNiP金属玻璃成分一定时,腐蚀电压越小,孔径越均匀、细小。Ni40Pd40P20较难被腐蚀,脱合金样品的Ni含量最低,孔径最小,而Ni70Pd10P20脱合金样品的Ni含量较高,孔径较大。在获得的纳米多孔金属中,Ni/Pd相近时,孔径越细小、均匀,能够提供的活性位点越多,催化性能越好,而孔径相近时,Ni/Pd越小,催化性能越好。Ni60Pd20P20脱合金样品的孔径细小、均匀,并且其Ni含量较低,因而其催化活性是所制得样品中最高。循环5000次后的循环伏安曲线与第一次扫描的循环伏安曲线基本重合。说明纳米多孔钯镍催化剂具有较高的稳定性。(2)对于PdNiCu纳米多孔金属制备,同一成分的非晶条带,腐蚀电压越小,孔径越均匀、细小。Pd含量一定的情况下,预合金的耐蚀性与Ni/Cu比有关,Ni/Cu在一定范围内,合金的耐蚀性增加。Pd30Ni10Cu40P20预合金在800mV电压下腐蚀得到的催化剂催化活性最高,并且在此电压下制得的催化剂稳定性高于Pd/C催化剂。纳米多孔钯中加入适量的Ni、Cu提高了Pd的催化活性。Ni以及Cu作为杂质原子埋植于Pd原子的环境中,引起的电子效应(即d-band电子移动)是这类合金催化剂催化活性提高的内在因素。(3)将Pd10Ni50Co20P16B 在0.8mol/L H2SO4 0.2mol/L H3PO4中脱合金,制备PdNiCo催化剂。样品孔径随电压增加,呈先下降后上升趋势。所获得的脱合金对甲酸的催化活性均高于Pd/C催化剂,同时催化稳定性均高于Pd/C催化剂,说明Ni、Co添加可以增加Pd的催化活性及稳定性。

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