Ⅰ.金属-碳纳米管复合材料的制备与性能;Ⅱ.室温离子液体中的金属电沉积初步研究

摘要

本文分为两部分：Ⅰ.金属-碳纳米管复合材料的制备与性能；Ⅱ.室温离子液体中的金属电沉积初步研究。 第一部分发展了一种简单而有效的溶液相沉积方法，通过加入SDS等盐，在乙二醇溶液中实现了Pt纳米颗粒在CNTs上的高分散和高负载率负载，避免了金属在溶液中团聚。这一方法对于经过表面氧化处理的和未经表面处理的CNTs同样有效。通过改变反应条件，在2.3-9.6nm范围内实现了50wt﹪Pt-SWNTs的Pt纳米颗粒的尺寸控制。研究了Pt在CNTs上选择性沉积的机理，结果表明，由于SDS(或p-CH3C6H4SO3Na，TBABF4，LiCF3SO3，LiClO4)的盐效应，有效抑制了均相成核，从而导致Pt在CNTs上选择性地多相成核和生长。 基于这一方法制备了Pt-CNTs，Pt-XC72，PtRu-SWNTs催化剂，考察了碳载Pt及PtRu对于甲醇氧化的电催化性能。制得的负载率为50wt﹪的Pt-SWNTs对甲醇氧化具有较高的催化性能，优于同类Alfa商业催化剂；在10～50wt﹪的范围内，提高负载率虽会减小Pt-SWNTs的电化学活性面积，但是会提高对于甲醇氧化的催化性能。制备的60wt﹪PtRu-SWNTs催化剂具有高分散性，但其对甲醇氧化的电催化活性还有待提高。另外还以CNTs为模板制备了Ni-MWNTs。 第二部分：制备了适用于电化学研究的高纯度BMIBF4离子液体；采用AgClO4为Ag源，研究了Ag(I)在BMIBF4中的电化学行为，通过恒电位电沉积制备了Ag纳米薄膜；在电沉积Co方面，采用CoCl2和Co(BF4)26H2O为Co源，均未能实现Co的大量沉积。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪言

1.1引言

1.2碳纳米管负载金属的方法

1.2.1浸渍法(Impregnation)

1.2.2沉积沉淀法(Deposition Precipitation)

1.2.3化学镀(electroless deposition)

1.2.4自组装(self-assembly)

1.2.5电沉积

1.2.6物理气相沉积

1.2.7其它方法

1.3本文的研究工作

参考文献

第二章实验

2.1试剂

2.2常规实验仪器

2.3实验方法

2.3.1碳纳米管的预处理

2.3.2其它实验

2.4结果与讨论

参考文献

第三章铂纳米颗粒在碳纳米管上的定向沉积和尺寸控制

3.1实验部分

3.2结果与讨论

3.2.1 Pt-CNTs的制备.

3.2.2 Pt纳米颗粒的尺寸控制.

3.2.3选择性金属多相成核和生长机理.

3.3结论

参考文献

附图

第四章碳载Pt及PtRu催化剂的制备及其电催化性能

4.1引言

4.2实验

4.2.1催化剂的制备

4.2.2催化剂表征

4.2.3电化学实验

4.3结果与讨论

4.3.1 Pt-CNTs催化剂的制备和表征

4.3.2 Pt-C催化剂的制备和表征

4.3.3 PtRu-CNTs催化剂制备和表征

4.3.4催化剂的电化学性能

4.4结论

参考文献

第五章Ni-CNTs的制备和表征

5.1实验

5.2结果与讨论

5.2.1 TEM形貌和XRD结构表征

5.2.2 TGA-DSC和高温原位XRD分析

5.2.3 Ni-MWNTs的磁性质

5.2.4 Ni定向沉积的机理探讨

5.3结论

参考文献

附图

第六章室温离子液体BMIBF4中金属电沉积初步研究

6.1前言

6.1.1离子液体的分类

6.1.2离子液体中电沉积的研究

6.2实验

6.2.1离子液体BMIBF4的制备

6.2.2金属盐的制备

6.2.3电化学实验

6.3结果与讨论

6.3.1离子液体的合成和表征

6.3.2 BMIBF4合成方法探讨

6.3.3 BMIBF4中Ag的电沉积

6.3.4 BMIBF4中Co的电沉积

6.4结论

参考文献

博士后工作期间发表和交流的论文

致谢