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铂纳米粒子/碳纳米管复合材料凭借其卓越的催化能力以及在催化剂领域和传感器领域的广泛应用引起人们极大的关注。本论文发展了一种基于聚乙烯亚胺辅助的非共价技术来制备铂纳米粒子/碳纳米管复合材料,并以这种技术为基础在碳纳米管表面成功负载铂、金双金属纳米粒子。与此同时,还对这种方法制备的复合材料的电化学性质进行研究,并尝试将其应用于电化学传感器领域和直接甲醇燃料电池领域,具体的研究工作主要集中在以下几个方面:
(1)基于聚乙烯亚胺辅助的非共价技术,通过甲酸在温和的条件下对氯亚铂酸钾的原位还原,成功的制备铂纳米粒子/多壁碳纳米管复合材料。粒径均一的铂纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面,其负载量可以通过调节铂前体和碳纳米管的用量而控制。所得的复合材料的活性面积与商业催化剂相近,并且这种复合材料对氧气还原和多巴胺的氧化还原均表现出良好的电催化活性。
(2)在聚乙烯亚胺的辅助下,以氯铂酸为反应前驱体,制备铂纳米粒子/碳纳米管复合材料。这种复合材料对儿茶素表现出良好的电催化作用。以这种复合材料发展了一种检测儿茶素的电化学传感器。
(3)在聚乙烯亚胺的辅助下,以氯铂酸和氯金酸钾为反应前驱体,制备铂、金双金属纳米粒子/碳纳米管复合材料。通过调节氯铂酸和氯金酸钾的用量得到不同铂、金比例的双金属复合材料。所得到的双金属复合材料对甲醇氧化表现出很高的电催化活性,其催化能力和稳定性均高于商业催化剂。这种双金属复合材料具有应用在甲醇燃料电池领域的潜力。