【摘 要】
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开发具有低成本和高活性的电催化剂，对于实现燃料电池等能量储存及转换装置的商业化及解决环境污染问题有着重要的意义。在结构上开放式一维(1D)纳米管(NTs)结构具有防止团聚，
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开发具有低成本和高活性的电催化剂，对于实现燃料电池等能量储存及转换装置的商业化及解决环境污染问题有着重要的意义。在结构上开放式一维(1D)纳米管(NTs)结构具有防止团聚，不容易溶解，活性位点多，不需要载体以及稳定性强等各方面的优点。在成分上与过渡族金属合金化制备低铂催化剂这些是目前比较主流的设计思路，降低了Pt含量同时依靠不同金属元素间的协同作用来提升催化剂的整体性能。结合上述观点我们引入了铜、钯、金三种元素并结合开放式结构的自支撑合金纳米管制备一种具有优异性能的催化剂。本论文以液相化学还原法制备出的铜纳米线为牺牲模板，通过置换的方法制备了铜铂钯(CuPtPd)、铜铂金(CuPtAu)两种不同的三元合金催化剂，并就其电催化性能进行了研究。 首先找出制备CuPtPd三元合金纳米管的最优反应条件。确定好反应参数后改变相应的盐溶液加入量制备了不同合金比例的铜铂钯合金纳米管。合金纳米管外径为150nm～200nm，长度在一微米到三微米，壁厚约20nm～30nm，管的结构比较完整，由小粒子组成。并对合金纳米管的氧还原性能进行了探究。发现Pt33Cu54Pd13的和Pt37Cu41Au22的氧还原性能均很好，起始电位分别超过商业Pt/C50mV和40mV。动力学电流密度也大于商业Pt/C。并且合金的甲醇氧化性能均有提升，抗CO中毒能力明显高于Pt/C。 初步探讨了低铂多元合金纳米管对甲醇氧化和CO2还原性能的影响。发现合金纳米管的组份对上述电催化性能具有显著的影响。其中Pt25Cu44Pd31的CO2还原性能最好;Pt37Cu41Au22合金的甲醇氧化的电催化性能最好。 通过简单的液相化学还原的方法，用硼氢化钠乙醇溶液对上述金属合金催化剂进行还原处理，除去催化剂中的氧化物，再进行电催化性能的研究。发现还原后Pt25Cu44Pd31和Pt37Cu32Au31两种催化剂的氧还原性能均有大幅度的提升而甲醇氧化性能均有所下降。
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