组织结构和功能各异的多元纳米材料体系在燃料电池催化剂、化学、生物传感器及纳米分子器件等诸多领域具有诱人的应用前景,是当前纳米材料和新能源领域的重要研究方向。本项目研究以多层有序组装体内的金纳米粒子为核的异种材料电化学可控生长及其电催化行为。探索多层模板内金纳米粒子的量子尺寸效应、微观组织形式对异种材料的电化学控制生长、纳米复合催化剂表面结构和表面性质的影响规律,确立界面吸附异种材料的微观结构与多元
与单一的纳米材料体系相比,结构可控的多元纳米材料体系具有更为优异的催化、电及光学性能。本项目旨在探索模板电化学控制合成纳米复合电催化剂的新方法并研究复合材料体系界面结构与其电催化性能的关系,以获得性能优异的电催化剂。本研究工作设计并构建了密度和微结构可调的金(或碳)纳米粒子有序超薄膜、并以其为模板进行了异种金属的可控电化学生长及电催化行为研究。结果发现,结构可控的、电传输性能优良的小粒度有序金纳米团簇(或碳纳米粒子)组装体是性能卓越的电催化剂载体,通过模板内粒子间距的有效调控以及模板电化学制备条件的优化,可实现性能优异的电催化剂的制备。研究表明,有序的纳米模板的引入有效地改善了异种金属在多元纳米材料体系中分散性,极大地提高了其催化活性。该研究为多元纳米材料的研制及功能开发提供了新的研究思路,为其在燃料电池催化剂、传感及纳米分子器件等应用提供了科学数据。