摘要: 在大气污染日益严重、能源不断消耗的今天，新能源、可持续再生能源越来越受到大家的重视。在众多的能源转换和存储技术当中，燃料电池作为一种潜在的、无污染的、可持续的清洁能源受到广泛的关注。然而，目前作为电极催化剂的铂基材料由于其高昂的价... 展开 在大气污染日益严重、能源不断消耗的今天，新能源、可持续再生能源越来越受到大家的重视。在众多的能源转换和存储技术当中，燃料电池作为一种潜在的、无污染的、可持续的清洁能源受到广泛的关注。然而，目前作为电极催化剂的铂基材料由于其高昂的价格以及铂金属在自然界中的稀有性使其的大规模商业化受到了很大的限制。除此之外，传统的催化剂对铂的利用率很低，基本上只有表层的铂基材料参与了反应，大大降低了动力学反应速率。 对于金属纳米材料来说，尺寸是影响其催化性能的一个重要的因素。通过减小铂基纳米材料的尺寸可以提高其利用率，从而减少铂基催化剂的用量，进一步的降低催化剂的价格。值得一提的是，当铂的尺寸减小到原子级别时，其性能在一些情况下比粒子、纳米簇的性能更好。但是稳定的铂单原子一般需要载体材料来支撑，而氮掺杂碳材料作为一种对电催化性能有促进作用的材料常被选作金属载体材料，相关研究表明氮掺杂碳材料起作用的是与氮原子相邻的碳原子。 钯，作为一个与铂相邻且同族的元素，与铂有着很多相似的化学性质。与铂相比，钯的价格相对较便宜，在自然界中丰度也更高。因此研究钯基材料在燃料电池上的应用以期在类似催化性能的条件下减少催化剂的成本有着一定的意义。同样的，小尺寸、大比表面积的钯基材料有着相对较好的电化学性能。 本文以研究铂基纳米负载材料和钯基纳米材料为基础，以其作为催化剂在燃料电池中的应用为主线，以良好的催化性能条件下降低材料成本为目的，主要工作如下： （1）本文控制合成了超小尺寸的铂基纳米负载材料，对其形貌、成分和结构等进行了表征，并将其用于氧还原反应(ORR)。通过对铂基纳米负载材料的尺寸进行调控，获得了比商业铂碳更好ORR性能的超小尺寸铂基纳米负载材料。 （2）本文控制合成了尺寸均一的钯铜纳米框架，对其尺寸、形貌、成分和结构等进行了表征，并将其用于甲醇氧化(MOR)。通过对钯材料的控制合成，得到了具有较好MOR性能的钯铜纳米框架。 收起