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研究生：	林有良
論文名稱：	製備鐵/鉑核殼奈米觸媒與其在質子交換模燃料電池之陰極材料應用
指導教授：	陳家俊
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	55
中文關鍵詞：	鐵鉑、核殼材料、質子交換膜、燃料電池、氧氣還原
論文種類：	學術論文
相關次數：	點閱：96 下載：0
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我們利用逐步還原法合成出Fe-core Pt-shell結構奈米粒子，並利用此奈米粒子測量其對氧氣還原反應的活性。此催化劑的晶型結構及催化特性由XRD、TEM、EDX及電化學測量分析，並將其結果與Pt、FePt、CoPt及Fe1-XPtCoX合金催化劑做比較。由TEM圖得知，這些奈米觸媒其顆粒大小約為4-8奈米之間。為了增加其活性及穩定性，將此催化劑吸附在碳黑上並加熱至5000C。本實驗是利用旋轉電極測試氧氣還原反應的活性催化。我們發現比起Pt、FePt、CoPt及Fe1-XPtCoX合金催化劑，Fe-core Pt-shell結構奈米粒子在氧氣還原反應的催化活性是最好的。由結果顯示出Fe-core Pt-shell結構奈米粒子對於ORR催化活性有更進一步的提升。

The Fe-core Pt-shell electrocatalysts using step by step reducing process were synthesized and characterized for the purpose of the fuel cell cathode oxygen reduction reaction. The synthesized catalysts were characterized in terms of structural morphology and catalytic activity by XRD, TEM, EDX and electrochemical measurements. In addition, we also synthesized the Pt、FePt、CoPt and FeCoPt alloy catalysts. The all nanoparticles size were 4-8nm . In order to improve activity and stability, the catalysts were loaded on the carbon black and heat-treated at 500◦C . The catalyzed ORR kinetics were also studied with using the rotating disk electrode (RDE) method. Compared to catalytic properties of the Pt、FePt、CoPt and FeCoPt alloy catalysts, the result of Fe-core Pt-shell electrocatalysts was the highest ORR activity. The results showed that the synthesized Fe-core Pt-shell catalysts have futher promotion in the ORR catalytic activity.

總目錄---------------------------------------------------Ⅰ
中文摘要-------------------------------------------------Ⅳ
英文摘要-------------------------------------------------Ⅴ
第一章  緒論----------------------------------------------1
    1.1 前言----------------------------------------------1
    1.2 燃料電池------------------------------------------2
        1.2.1 燃料電池簡介--------------------------------3
        1.2.2  燃料電池的種類-----------------------------5
        1.2.3  燃料電池內的電化學反應---------------------6
        1.2.4 PEMFC基本原理------------------------------10
    1.3 奈米材料-----------------------------------------11
        1.3.1 奈米材料的定義及特性-----------------------11
        1.3.2 雙金屬複合奈米材料-------------------------14
    1.4 PEMFC 之陰極觸媒材料-----------------------------16
    1.5 研究動機與方法-----------------------------------20
第二章 原理----------------------------------------------21
    2.1 金屬奈米粒子製備法簡介---------------------------21
    2.2 穿透式電子顯微鏡---------------------------------22
    2-3 Powder X-ray Diffration 粉末X光繞射光譜----------24
    2.4 電化學原理---------------------------------------27
        2.4.1 循環伏安法---------------------------------27
        2.4.2 極化曲線-----------------------------------31
第三章 實驗部份------------------------------------------33
    3.1 實驗藥品-----------------------------------------33
    3.2 實驗設備-----------------------------------------34
    3.3 製備奈米觸媒-------------------------------------35
        3.3.1 合成FePt奈米粒子--------------------------36
        3.3.2 合成FeCoPt奈米粒子------------------------36
        3.3.3 合成CoPt奈米粒子--------------------------37
        3.3.4 合成Fe@Pt奈米粒子-------------------------37
        3.3.5 觸媒製備-----------------------------------38
    3.4 電化學特性測試-----------------------------------39
        3.4.1 電極之清洗---------------------------------40
        3.4.2 電極製備-----------------------------------41
        3.4.3 電化學特性量測-----------------------------41
            3.4.3.1 循環伏安-----------------------------41
            3.4.3.2 CO氧化測試---------------------------41
            3.4.3.3 氧氣還原測試-------------------------42
    3.5 材料鑑定與分析-----------------------------------42
        3.5.1 XRD分析------------------------------------42
        3.5.2 TEM分析------------------------------------42
        3.5.3 EDX元素分析--------------------------------43
第四章 結果與討論----------------------------------------44
    4.1 觸媒材料之TEM的比較-----------------------------44
4.1.1 FePt奈米粒子之TEM鑑定---------------------44
4.1.2 Fe1-XCoXPt奈米粒子之TEM鑑定-----------------45
4.1.3 CoPt奈米粒子之TEM鑑定---------------------46
4.1.4 Fe@Pt奈米粒子之TEM鑑定--------------------48
    4.2 觸媒材料之XRD的比較-----------------------------49
    4.3 觸媒材料之電性分析-------------------------------50
    4.4 結論---------------------------------------------53
    4.5 未來展望-----------------------------------------54
參考文獻-------------------------------------------------55
                                

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