多孔壁碳纳米笼负载铂纳米颗粒的研究(4)
作为绿色能源，直接甲醇燃料电池发展潜力无限，有着独特优势，许多国家在政策、资金上都对其商业化给予了极大的支持。
1.3 课题的研究意义和内容
铂可以催化氢气和氧气的反应。有铂的存在，氢气和氧气在常温下就能反应。它的机理可能是铂可以吸附氢气，降低它的活化能。
铂是一种价格极高的贵金属，虽然以铂为原料的燃料电池相比其他燃料电池在能量上具有明显的优势，但是由于在负载铂纳米颗粒时，铂纳米颗粒的平均粒径较大，从而导致铂纳米颗粒的催化效率较低，投入的成本远大于其燃料电池创造的经济利益，使得负载铂纳米的燃料电池一直无法得到实际应用。只要解决铂纳米颗粒催化率低的这个难题，就可以有效解决生产是高成本的问题，将蕴藏有巨大能量的铂燃料电池应用到生活中去。
碳纳米笼作为一种新兴的催化剂载体，在其性能上有许多的优点。在负载金属催化剂时，能改善其导电性，抗腐蚀性，润滑，硬度等物理性能，且碳纳米笼与金属基体之间结合更牢固，还能是金属催化剂具有较高的催化活性，此外，贵重金属能通过烧掉碳纳米管的方式回收。
碳纳米笼（carbon nanocages，CNCs）是一类纳米尺寸的 具有中空结构的碳材料。在很多文献中也被称作中空碳纳米球（hollow carbon nanospheres），碳纳米壳（carbon nanoshells），或者carbon nanocoils。由于碳纳米笼具有中空的直径在几纳米至几百纳米范围可调的内腔，具有耐化学腐蚀，耐高温氧化，表面可功能化及良好的生物相容性等优良性能，它的研究开发受到了越来越多的关注和重视。
这次实验，主要从载体材料选择，实验环境，实验方法三个方面讨论碳纳米笼负载铂纳米颗粒对催化剂效率的影响。提高对铂纳米催化剂效率主要手段是提高铂纳米颗粒的还原效率，减小铂纳米颗粒的直径，增加其比表面积和选择大比表面积的载体是提高铂纳米颗粒还原效率和催化效率的最有效手段。
2 实验部分
2.1 实验设备以及原料
表2-1实验设备
仪器设备 仪器设备来源
真空干燥箱DZF-6090 上海之信仪器有限公司
2XZF2防爆旋片真空泵 上海之信仪器有限公司
OTF-1200X-100管式炉 北京融达众创科技有限公司
08-2磁力搅拌器 上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司
超声波清洗机DL-120J 上海之信仪器有限公司
循环水式多用真空泵 SHB-IIIA 上海之信仪器有限公司
X射线衍射仪 XRD-7000S/L
岛津企业管理（中国）有限公司
120kV高衬度透射电子显微镜JEM-1400 日本电子株式会社(JEOL)
表2-1实验原料
实验原料 实验原料来源
多孔壁碳纳米笼 自制
去离子水 自制
0.03g/mol氯铂酸溶液 上海国药集团化学试剂有限公司
碳酸钠 上海国药集团化学试剂有限公司
硼氢化钠 上海国药集团化学试剂有限公司
乙二醇 上海石化
VCX-72碳纳米 上海易平化工有限公司
二甲基硅油 上海国药集团化学试剂有限公司
以上实验材料和器具均为华东理工大学徐汇校区实验室提供，部分自制实验原料已经由实验室老师在实验开始前制备完毕。
2.2 实验过程
实验过程分为两个阶段，实验样品的制备阶段和对铂纳米颗粒的还原效果和催化效率的表征阶段。