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一、项目进展情况及取得成果
项目进展情况:按计划进行
主要研究阶段(起止时间) 研究内容 完成情况
2020.6-2021.6本项目采用催化性能好的Pt金属,在实际应用中,为了提高Pt催化剂的催化活性、稳定性和选择性,减少贵金属用量,降低燃料电池催化剂成本,通常加入其他金属或者金属氧化物形成二元或者三元催化剂,常见的二元合金有PtRh、PtNi、PtRu等。例如,Rh的加入可以调控铂的电子结构以及改变乙醇等燃料的吸附方式,从而有利于C-C键的断裂,促进完全氧化生成CO2,这为促进燃料的关键反应指明了方向。 另一方面催化剂的性能还与晶粒尺寸、晶体结构、表面形貌和裸露晶面有关。为了提高催化剂性能及利用率、降低成本,可将纯贵金属或多组分催化剂制成各种纳米结构形态。我们主要研究的是一维超细纳米线结构,这种结构可以大幅提高催化剂催化性能。一维超细铂基纳米线与其他形貌的Pt基纳米催化剂相比,其具有高原子效率、固有的各向异性、高指数晶面丰富、导电性好、结构稳定性好等优点。 一维Pt基催化剂将纳米线的优异尺寸效应与贵金属Pt的特性相结合,具有特殊的物理化学性质,在生物医学、传感器、导电材料和化学催化剂领域具有广阔的应用前景。发展一维Pt基纳米材料的研究具有重要科研意义。尚未完成
项目研究成果(已取得的成果)
序号 项目成果名称 成果形式
1
 
二、项目中期报告
一、进展情况

1.合成

以贵金属铂为基,通过加入金属RhNi的前驱盐,在预设的合成条件下,合成具有不同组分一维超细二元铂基纳米线结构的样品,成功合成PtRhPtNi纳米线。 

2.表征

通过TEM表征观察样品形貌,170oC时,样品颗粒较多,没有达到我们的预期。我们通过尝试调整温度等合成条件,旨在减少颗粒数量,使得样品形貌更加均匀ICP-MS数据显示纳米线的组成是Pt:Rh=9:1Pt:Ni=9:1

将选定组分的样品进行负载,催化剂样品均匀的分散在活性炭上,活性炭的比表面积、孔结构等通过物理和化学方法加以修饰,使该催化剂拥有更大的调整和适应范围,且吸附在活性炭上的贵金属通过碳载体的燃烧较易回收,达到环保的目的。

3.电化学测试

测试负载的样品与商业化Pt/C的浓度后,进行电化学测试。阳极反应选取甲醇电催化氧化(MOR),测试催化剂的催化活性和稳定性,目前MOR性能比较好的样品是PtRh,表现出了较好的催化活性以及稳定性。同时测试了阴极的氧气还原反应(ORR),PtNi的拥有相对较好的催化活性,但仍需进一步测试。

二、问题

合成上,处理样品时过程中容易出现样品流失的现象并且纳米线的尺寸较小,容易团聚,表征困难,需要调整清洗试剂的比例以及离心机参数,制备分散的样品。

现阶段样品的组分单一,还需要进行优化,寻找优势比例。样品的测试过程中对于现象的判断可能会出现错误,电化学测试仪器的操作依然不熟悉,在测试前的准备操作中偶尔会出现问题。对于常规实验报告使用的图像呈现方式以及图像制作和数据、图像分析上没有经验,需要询问师兄师姐以及阅读文献学习

 
三、经费使用明细情况
项目获批总经费(元) 已使用项目研究经费(元) 已报销金额(元) 未报销金额(元)
20000 10000 0 20000
项目经费开支情况
名目 用途 金额(元) 备注
论文版面费
专利申请费
调研、差旅费
打印、复印费 文献打印、KT版打印等 500
资料费
试剂等耗材费 试验药品、试验材料购买 16500
元器件、软硬件测试、小型硬件购置费 产品性能测试 3500
其它 办公用品 100
 
四、项目后期具体工作计划

1.对组分进行调控,合成样品,改善合成条件,减少样品中的颗粒,洗样时尝试并记录试剂的配比。

2.继续表征和电化学测试,获得数据,并进行优化,得到一个相对最好的合成条件和组分配比。

 
五、指导教师意见
同意
 
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