Pt合金纳米晶与多壁碳纳米管复合材料的制备及应用

" Pt及PtSn合金纳米晶与多壁碳纳米管的复合技术是一种将贵金属纳米颗粒与碳纳米管结合的创新工艺。通过多元醇方法，成功将Pt和PtSn合金纳米晶均匀地附着在多壁碳纳米管表面。这种复合材料表现出理想的尺寸控制，平均粒径约为5纳米，分布均匀。Sn原子的掺入导致Pt纳米晶的晶格扩大，证实了PtSn合金的形成。多壁碳纳米管作为载体，对于提高Pt和Pt基合金的电化学催化性能具有显著效果。合成的Pt/MWCNT和PtSn/MWCNT纳米复合材料有望应用于传感器、能量存储和低温燃料电池等领域。" 本文由翟传鑫、张辉和杜宁共同完成，其中翟传鑫为博士研究生，专注于新型纳米结构的制备，而张辉则担任副教授，同样致力于纳米结构的研究。该研究得到了高等学校博士点专项科研基金新教师基金的支持。 实验采用的多元醇法是一种简便的制备复合材料的方法，它允许在多壁碳纳米管（MWCNTs）表面形成均匀的Pt和PtSn纳米晶涂层。透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）的分析结果显示，这些纳米颗粒的大小控制得相当好，平均直径仅为5纳米，而且尺寸分布一致性高。这表明所采用的制备技术对纳米颗粒的尺寸调控有很好的掌控力。 进一步的观察发现，随着Sn原子的引入，Pt纳米晶的晶格间距增加，这表明形成了PtSn合金。这一现象揭示了碳纳米管能够有效地支持和稳定这些合金纳米晶，这对于提升其在电化学反应中的催化效率至关重要。 最后，鉴于这些复合纳米材料的独特性质，它们在多个领域有潜在的应用价值。Pt/MWCNT和PtSn/MWCNT可能用于高性能传感器，因其优良的导电性和大的比表面积有利于增强信号检测。此外，它们还可能在能量存储设备中发挥作用，如超级电容器或电池，因为它们可以提供高效的电荷存储和转换。同时，由于其在低温条件下的稳定性能，它们在燃料电池中也有很大的应用潜力，特别是对于需要在低温环境下运行的燃料电池系统。 关键词涵盖的范围包括： Pt纳米晶，PtSn合金，多壁碳纳米管以及复合纳米材料的制备与应用。这些关键概念共同构成了这项研究的核心，展示了纳米技术和材料科学在能源和传感技术领域的交叉应用。