新型纳米多孔Pd合金材料的制备及其氧还原性能研究

开发成本低性能优越的非铂氧还原催化剂是当前直接甲醇燃料电池阴极催化技术领域的研究热点。用腐蚀法（去合金化方法）制备的纳米多孔金属作为一种体相的纳米结构材料，具有三维连续的开孔结构、良好的导电性与抗腐蚀能力，是一种理想的电催化剂。本研究项目着眼于新型纳米多孔Pd/3d金属合金氧还原电催化剂的设计与开发，拟通过去合金化三元合金前驱体，研究电解液、腐蚀时间、温度、电解液浓度等因素对产物形貌和结构尺寸的影响，实现对纳米多孔Pd合金结构的可控制备，深入研究其氧还原活性、催化稳定性与耐甲醇能力，探索氧还原反应的微观机理与反应活化能。结合实验与理论计算研究，系统地探讨3d金属元素对Pd的电子结构、反应中间物吸附能、氧还原活性的影响规律，优化出性能优异的催化剂体系。此项工作的开展将有利于促进新能源金属材料的开发与应用，丰富多相催化领域的基础科学研究，具有重要的科学意义与社会价值。

开发成本低性能优越的非铂氧还原催化剂是当前直接甲醇燃料电池阴极催化剂技术领域的研究热点。本项目旨在开发成本低性能优越的纳米多孔钯合金氧还原催化剂。主要采用去合金化方法制备了一系列纳米多孔Pd/3d金属合金作为一种体相的纳米结构化催化剂材料。本研究通过选择性腐蚀Pd/M/Al三元合金前驱体中活泼的Al元素，探讨了电解液浓度、腐蚀时间等因素对产物形貌和结构尺寸的影响，实现了对纳米多孔Pd合金结构的可控制备，所制备材料展现出了高于商业Pt/C催化剂的氧还原活性、催化稳定性与耐甲醇能力，结合实验与理论计算研究，系统地探讨了3d金属元素对Pd的d带中心、反应中间物吸附能、氧还原活性的影响规律，优化出了性能优异的Pd合金催化剂体系。此项工作的开展将有利于促进新能源金属材料的开发与应用，丰富多相催化领域的基础科学研究，具有重要的科学意义。