文献综述-pt基合金的生物模板法合成及电催化性能研究

本科毕业设计（论文）文献综述课题名称PT基合金的生物模板法合成及电催化性能研究学院（系）里仁学院建环系年级专业10级应用化学一、课题国内外现状近年来，随着生物学技术的迅猛发展,生物学和材料化学开始相互交融、渗透，利用生物分子（如DNA、蛋白质、微生物）控制合成具有特定结构、维度、形貌和尺寸的纳米材料，逐渐成为研究热点14。由于生物分子具有外形多样、价廉、易得、可再生、环保等特点，加之生物模板法的实验装置简单、反应条件温和、模板易得且形态可控、生物相容性较好等优点5，为合成合金纳米材料提供了发展方向。近几年，利用生物模板法合成的材料，例如木材陶瓷、多孔电极材料、合金纳米线6、空心微球等相继被发现。PT基合金是一种重要的贵金属合金。PT属于铂族金属，与其它贵金属相比，性能更为优异。它是直接关系国家安全的保障性资源，大量用于各种武器装备中高精度、高稳定和使用条件苛刻的关键部件，为国防军工服务。同时，PT也是制备珠宝物品的优选金属之一。此外，PT基合金可用作功能材料，催化剂710，硝酸工业催化网材料11，具有抗变形能力，耐化学腐蚀性，高硬度，高强度等特性，使得它在电学、光学、力学、磁学、催化等领域都有广阔的应用前景。为此，对PT基合金的制备与电催化性能研究已成为一个充满活力的研究方向。目前，有关PT基合金的合成及性能研究的文献有很多，概括起来可以分为固相法、液相法和气相法三类。每一类都有其相应的优点和缺点，加上研究深度不断拓展，使得人们国内外学者们一直在探索不同的合成方法。如刘世斌等12采用溶胶法制备了碳载PTMM为NI,FE,MO电催化剂，并用TEM和XRD技术表征活性物微观结构，实验结果表明，PT基合金微粒在炭黑表面分布均匀，粒径约24NM，用循环伏安法测定催化剂在不同碱性条件下的活性，并指出掺杂NI可明显地促进纳米PT的催化活性。章爱生等13人对熔态旋淬法、真空喷铸铜模工艺制备PT基合金过程中非晶条带和块状非晶合金进行了研究，通过PT、PD、CU、P量（不同原子比）对PTPDCUP非晶形成和热稳定性的影响，优化该合金的热稳定性、耐蚀性等。二、研究主要成果由于PT基合金具有优异的各项性能，如抗变形能力，耐化学腐蚀性，高硬度，高强度，高熔点等特性，加之用途极其广泛，它的制备及性能研究引起了国内外学者的广泛兴趣。关于PT基合金的制备方法和应用的研究很多，目前已有胶体法、浸渍法、离子交换法、电化学还原沉积法等制备方法，其中液相共还原法制备PT基合金具有较好的优越性。彭荣等14利用双亲分子构建的溶致液晶模板15，通过电化学沉积来制备PT/AU纳米合金并研究其催化性能，使其具有操作简单、控制灵活等优点。PT基合金用于催化剂领域可降低催化剂成本，同时又可提高催化活性。许友等16人就制造了一种简便的、乙二醇参与的、两相体系中金属前驱物共还原的方法，合成多种由颗粒尺寸小于10NM维PT基合金网络结构（PTNI，PTCO等），通过控制金属前驱物的摩尔比例，实现合金组分的可控调节，以实现PT基合金网络结构的稳定性。侯双霞等17考虑到能源需求和环境的问题，加之PT易被毒化、价格昂贵等实际因素，以乙二醇辅助的室温液相快速共还原法制备抗中毒、高活性的电催化剂，即PT基合金纳米粒子网络结构的催化剂。赵海东等18采用共还原法，通过控制温度、浓度等实验条件，制备特定形貌、尺寸、组成和结构的三元铂基合金纳米材料。其它合成PT基合金的方法及应用的研究如液相共沉淀法合成PTCR合金具有较好的优越性，比如合成方法简单、有效等19。张俊敏等20用真空熔炼法制备COCRPT合金铸锭，采用不同淬火条件优化其相组成，采用1000保温50MIN后热轧的工艺对其进行热加工；利用X射线衍射仪（XRD）、金相和扫描电子显微镜（SEM）分析合金的结构和形貌，使其HCP相的体积比例明显提高。万吉高等21用铂基合金制成的微细弹簧圈栓塞治疗颅内动脉瘤，可使手术风险降低，病人痛苦减少。还可以用于贵金属研究所、研制武器装备的关键部位、氯碱工业电极材料、仪表材料等。三、发展趋势PT基合金具有优异的各项性能，用途极其广泛。随着生物学和材料科学技术的不断发展，PT基合金的制备方法也在不断的推陈出新，不同的方法进行交叉、渗透、取长补短，可制备出性能优异的PT基合金。在今后工作中，重点着眼于提高PT基合金的电化学性能并改善表面性能；而且为实现工业化生产，研究如何降低PT基合金的制备成本，制备出组成结构均匀的PT基合金。四、存在问题在生物模板法合成PT基合金过程中，选择溶剂对达到反应的目的有着很大的关系，不同溶剂的不同物理化学性质对生物模板法反应的进行和合金形貌、组成结构等将产生很大的影响。此外，不同的反应条件如温度、时间PH等也会对PT基合金的尺寸和形貌有影响。5、主要参考文献1侯莉亚微米/纳米材料生物基定位可控生长及其性能研究D燕山大学,20112DJALALIR,CHENYF,MATSUIH,ETALAUNANOCRYSTALGROWTHONNANOTUBESCONTROLLEDBYCONFORMATIONSANDCHARGESOFSEQUENCEDPEPTIDETEMPLATESJAMERICANCHEMICALSOCIETY,2003,12519587358793MERTIGM,CIACCHICL,SEIDELR,ETALDNAASASELECTIVEMETALLIZATIONTEMPLATEJAMERICANCHEMICALSOCIETY,2002,288418444SILKEB,RAHNK,HABICHTW,ETALNANOSCALEPARTICLEARRAYSINDUCEDBYHIGHLYORDEREDPROTEINASSEMBLIESJ化工学报,2002,1422162116255李娜生物分子基纳米结构体系的合成及表征D燕山大学,20126MAOC,SOLISJD,REISSDB,ETALVIRUSBASEDTOOLKITFORTHEDIRECTEDSYNTHESISOFMAGNETICANDSEMICONDUCTINGNANOWIRESJSCIENCE,2004,30392122177宁远涛PT合金氨氧化催化剂的结构和性能英文J贵金属,2011,3218158张克,岳巧丽,王蕾等PT基合金催化剂的氧还原动力及其自由基产生机理研究C第十一届全国电分析化学会议论文集,20119HIDAIS,KOBAYASHIM,NIWAH,ETALCHANGESINELECTRONICSTATESOFPLATINUMCOBALTALLOYCATALYSTFORPOLYMERELECTROLYTEFUELCELLSBYPOTENTIALCYCLINGJJOURNALOFPOWERSOURCES2011,196208340834510宗晔DMFC阳极PT和PT基合金催化剂的制备及电催化性能的初步探讨D厦门大学,200611赛兴鹏硝酸工业用铂合金催化网材料的技术进展J化工进展,2001,1310212512刘世斌,刘勇,孙彦平等碱性条件下PTMNI,FE,MO/C电催化氧化甲醇的性能对比研究J高等学校化学学报,2007,28594094313章爱生,吴胜虎PTPDCUP系合金的非晶形成能力及其性能的研究D金属材料学,201114彭荣,代剑红液晶模板法电沉积制备PT/AU纳米合金及催化性能D襄樊学院学报,2011,325313315徐娇珍,杨平,华南平等PT/AU双金属纳米粒子的制备及表征J化学研究与应用,2003友,许蕊,武萱等纳米颗粒构筑的三维PT基合金网络结构的合成及电化学性能研究C中国化学会第28届学术年会,2012,2234917侯双霞铂及铂基合金纳米粒子网络的合成及其电催化性能研究D天津大学,201218赵海东,郭永,杨文波等铂基三元合金的可控制备与表征J中国科技论文